Генератор из асинхронного двигателя своими руками: Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы | Секреты дедова ремонта

Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы | Секреты дедова ремонта

Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы

Электрики давно научились извлекать пользу из принципа обратимости электрических машин: когда попадает в руки вроде бы ненужный трехфазный движок, то его можно раскрутить от бытовой сети или вырабатывать бесплатную электрическую энергию.

Эта статья рассказывает, как можно просто и надежно сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками по одной из трех доступных схем, а в ее конце приведен видеоролик, автор которого воплотил в железе эту идею.

Однако там есть ошибочные выводы. Не повторяйте их.

Секреты подбора электродвигателя

Асинхронная машина может работать в режиме:

1. двигателя, когда на нее подается электрическое напряжение;

2. или генератора, если вращать ее ротор с определенной величиной крутящего момента от дополнительного источника. Им может быть любой двигатель внутреннего сгорания, водяная турбина, ветряное колесо или другой источник энергии.

Отработавшие на производстве трехфазные электродвигатели часто списывают. Они попадают в руки домашнего мастера практически бесплатно или по символической цене.

Ими не сложно воспользоваться для решения бытовых или хозяйственных задач. Потребуется только оценить конструкцию: возможности по выработке электроэнергии определенного напряжения и мощности от источника энергии с конкретным числом оборотов.

Для этого следует изучить характеристики статора и ротора.

Коротко о статоре

Конструкция статора асинхронного двигателя представлена:

· тремя обмотками, по которым проходит электрический ток;

· магнитопроводом из пластин электротехнического железа, созданному для передачи магнитного потока.

Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы

Соединение концов обмоток может выполняться схемой звезды либо треугольника. Каждый вариант имеет свои особенности. Их надо учитывать для различных условий эксплуатации.

Чтобы не отвлекать ваше внимание на этот вопрос рекомендую тем, кого он интересует, ознакомиться с этой информацией более подробно в статье о способах подключения трехфазного асинхронного электродвигателя в однофазную сеть.

Она будет полезна многим людям.

Что надо знать о роторе

Он имеет три обмотки из изолированного провода. по которым протекают наводимые токи и формируют суммарный крутящий момент магнитного поля.

Эти обмотки могут быть:

1. выведены на внешние клеммы статора через контактные вращающиеся кольца с щеточным механизмом. Его называют ротором с фазной обмоткой;

2. короткозамкнуты встроенным алюминиевым кольцом — «беличье колесо».

Выглядят они следующим образом.

Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемыГенератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы

Для бытовых целей предпочтительнее использовать электродвигатель у которого работает короткозамкнутый ротор. О нем идет речь дальше.

Однако, если попалась в руки модель с фазным ротором, то ее легко переделать в короткозамкнутую: достаточно просто зашунтировать выходные контакты между собой.

Важные электрические характеристики

Чтобы сделать генератор из асинхронного двигателя стоит учесть:

· поперечное сечение провода обмотки. Оно ограничивается тепловым воздействием от протекающих суммарных токов, формируемых как от активной нагрузки, так и реактивных составляющих;

· число оборотов, на которые рассчитан электродвигатель. Это оптимальная величина, котрой следует придерживаться при выборе подключения к источнику энергии;

· КПД, cos φ;

· схему подключения обмоток.

Эти величины указываются на табличке корпуса или рассчитываются косвенными методами.

Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы

Как работает двигатель в режиме генератора

При раскрутке ротора необходимо возбудить электромагнитное поле. Его добиваются за счет параллельного подключения к обмоткам емкостной нагрузки от батареи конденсаторов разными методами. Рассмотрим их.

Две схемы звезды

Типовое подключение выглядит следующим образом.

Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы

Упрощенный вариант схемы показан ниже.

Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы

Здесь применяют рабочий и пусковой конденсаторы, которые коммутируются собственными переключателями.

Схема треугольника

Она позволяет вырабатывать 220 вольт линейного напряжения.

Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы

Как подобрать конденсаторы

Емкость конденсатора для возбуждения генератора можно подсчитать по формуле, исходя из реактивной мощности, частоты и напряжения.

С=Q/2π∙f∙U2.

Следует учитывать, что они по разному влияют на нагрев обмоток в различных режимах. Поэтому для холостого хода и работы генератора используют ступенчатое переключение.

Рекомендуемые расчеты представлены таблицей.

Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы

Конденсаторную батарею рекомендую набирать из бумажных моделей на 500 вольт. Пользоваться электрическими конструкциями не рекомендую даже при включении каждой полугармоники через диод.

Электролит при нагревании может закипеть, что приведет к взрыву корпуса.

Особенности эксплуатации

Для безопасной работы необходимо:

· правильно подобать измерительные приборы;

· включить в схему защиты автоматический выключатель и УЗО;

· смонтировать схему резервного питания;

· правильно выбрать систему напряжения;

· избегать перегрузок за счет эффективного подключения потребителей;

· контролировать рабочую частоту на выходе.

О том, как это сделать, подробно раскрыто в статье на моем сайте: «Как сделать генератор из асинхронного двигателя». Рекомендую прочитать и выполнить.

Ее хорошо дополняет видеоролик Ильи Петровича. Обязательно посмотрите и ознакомьтесь с комментариями. Он допустил несколько характерных ошибок, а люди в своих комментариях указали на них. Надеюсь, что эта информация будет полезной для вас.

До встречи в следующей публикации.

Как сделать ветрогенератор из асинхронного двигателя

Для самодельного ветряка удобно использовать асинхронный генератор. Он сразу вырабатывает переменный ток, и нет необходимости подключать инвертор, что упрощает схему сборки. Это означает, что всеми бытовыми приборами можно пользоваться прямо от ветряка. Сделать асинхронный генератор своими руками несложно. Достаточно найти старый асинхронный двигатель (АД) от какого-либо бытового прибора и использовать его в качестве основы для ветряка. Понадобится, правда, несложная переделка.

Принцип работы асинхронного двигателя и генератора

Асинхронный двигатель — это электродвигатель переменного тока. Его особенность состоит в том, что магнитное поле, которое производится током обмотки статора, и ротор вращаются с разной частотой. В синхронных двигателях их частота совпадает. Наиболее распространенная конструкция АД включает в себя фазный ротор и статор, между которыми находится воздушный зазор. Но встречаются и двигатели с короткозамкнутым ротором. Активная часть АД — это магнитопровод и обмотки. Остальные элементы обеспечивают жесткость конструкции, возможность вращения и охлаждение. Ток в таком двигателе появляется благодаря электромагнитной индукции, которая возникает при вращении магнитного поля с определенной скоростью.

В свою очередь, асинхронный ветрогенератор — это двигатель, который работает в генераторном режиме. Приводной ветродвигатель вращает ротор и магнитное поле в одном направлении. При этом возникает отрицательное скольжение ротора, на валу появляется тормозящий момент, после чего энергия передается на аккумулятор. Для возбуждения ЭДС в дело идет остаточная намагниченность ротора, а усиление ЭДС происходит за счет конденсаторов.

Изготовление ветрогенератора своими руками из асинхронного двигателя

Чтобы приспособить АД под ветряк, вам нужно создать в нем движущееся магнитное поле. Для этого проведите ряд преобразований:

1. Подберите неодимовые магниты для ротора. От их силы и количества зависит сила магнитного поля.
2. Проточите ротор под магниты. Это можно сделать при помощи токарного станка. Снимите пару миллиметров со всей поверхности сердечника и дополнительно сделайте углубления под магниты. Толщина проточки зависит от выбранных магнитов.
3. Сделайте разметку ротора на четыре полюса. На каждом разместите магниты (от восьми штук на полюс, но лучше больше).
4. Теперь нужно зафиксировать магниты. Сделать это можно при помощи суперклея, но тогда удерживайте элементы пальцами до тех пор, пока клей не схватится (при контакте с ротором магниты будут менять свое положение). Или закрепите все элементы скотчем.
5. Следующий шаг — заполнение свободного пространства между магнитами эпоксидной смолой. Для этого обмотайте ротор с магнитами бумагой, поверх нее намотайте скотч, а концы бумажного кокона загерметизируйте пластилином. После изготовления такой защиты внутрь можно заливать смолу. Когда эпоксидка окончательно высохнет, удалите бумагу.
6. Зачистите поверхность ротора наждачкой. Для этого используйте бумагу средней зернистости.
7. Определите два роторных провода, которые ведут к рабочей обмотке. Остальные провода обрежьте, чтобы не путаться.

На этом основные преобразования завершены. Дополнительно вы можете приобрести контроллер, а из кремниевых диодов сделать выпрямитель для вашего ветрогенератора. Кроме того, проверьте вращение двигателя. Если ход тугой, замените подшипники. Быстрый совет: если хотите увеличить силу тока, а также снизить напряжение в вашем агрегате, то не поленитесь и перемотайте статор толстой проволокой.

Тестирование генератора

Перед установкой готового генератора на осевую конструкцию или мачту нужно его протестировать. Для тестирования понадобится дрель или шуруповерт, а также какая-нибудь нагрузка, например, обычная лампочка, которую вы используете в быту. Подсоедините их к вашему агрегату и посмотрите, на каких оборотах лампочка горит ярко и ровно.

Если тестирование показывает хорошие результаты, то можно приступать к монтажу ветряка. Для этого необходимо изготовить лопастные элементы, осевую конструкцию, подобрать аккумулятор. Подробнее о том, как собрать ветрогенератор, можно почитать здесь.

Правила эксплуатации асинхронного ветрогенератора

Такой ветряк обладает рядом особенностей, которые нужно учитывать при эксплуатации:

• Будьте готовы, что КПД готового устройства будет постоянно колебаться (в пределах 50%). Устранить этот недостаток невозможно, это издержки процесса преобразования энергии.
• Позаботьтесь о качественной изоляции, а также заземлении ветрогенератора. Это обязательное требование безопасности.
• Сделайте кнопки для управления устройством. Это значительно упростит его использование в дальнейшем.
• Кроме того, предусмотрите места для подключения измерительных приборов. Это обеспечит вас данными о работе вашего агрегата, позволит проводить диагностику.

Преимущества и недостатки ветрогенератора из асинхронного двигателя

Если сравнивать асинхронный и синхронный ветрогенераторы, то у асинхронных есть как преимущества, так и недостатки.

Преимущества заключаются в следующем:

• Мощные устройства с простой конструкцией, небольшими размерами и весом.
• Высокий уровень эффективности при выработке энергии.
• Нет необходимости в инверторе, потому что такой ветрогенератор производит переменный ток (220/380В). Он может непосредственно питать бытовые устройства или работать параллельно с сетью централизованного энергоснабжения.
• Выходное напряжение очень стабильно.
• Частота на выходе не зависит от скоростей ротора.
• Обладает высокой устойчивостью к коротким замыканиям, защищен от влаги и грязи.
• Может служить многие годы, так как содержит мало изнашивающихся элементов.
• Работает на конденсаторном возбуждении.

Недостатки такие:

• При отсутствии аккумулятора асинхронный генератор может затухать в моменты перегрузки. Это является ограничителем для использования такого агрегата. Но для ветряка такой недостаток неактуален, потому что его конструкция предполагает накопитель энергии. О том, как выбрать аккумулятор для ветряка, можно прочитать здесь.
• Конденсаторные батареи имеют высокую стоимость, поэтому переделка старого АД — это оптимальное решение вопроса.
• Оборотность генератора находится в обратной зависимости от его массы.

Таким образом, ветрогенератор своими руками из асинхронного трехфазного двигателя — это недорогое и удобное решение для дома.

Генераторный режим асинхронного двигателя: особенности создания своими руками

Устройство представляет собой модель, которая с помощью переменного напряжения может воспроизводить электроэнергию. Генераторный режим асинхронного двигателя включает в себя две активные обмотки, благодаря которым запускается функционал устройства. Это обмотка возбуждения и статорный вариант.

Схема работы

Асинхронный генератор считается одним из наиболее простых и надёжных в плане эксплуатации. Процесс работы выглядит следующим образом:

• В якорной обмотке с помощью напряжения, что идёт от аккумулятора, создаётся магнитное поле.
• Вращение элементов поля можно организовать своими руками или же автоматизировать процесс с помощью использования реле.
• Скорость магнитного поля позволяет вырабатывать электромагнитную индукцию, что провоцирует возникновение электричества.

Из-за наличия внутри оборудования короткозамкнутого ротора не все схемы имеют возможность обеспечивать обмотку напряжением. Поэтому даже в случае активного вращения вала клемы будут обесточены.

Составляющие элементы

Генератор из асинхронного двигателя своими руками 220 В создать несложно, но предварительно нужно понять, какие детали входят в механизм. Даже простые модели требуют нужных элементов для воссоздания электричества. Стандартный асинхронный двигатель включает в себя:

• Статор из сетевой обмотки на три фазы. Они размещаются по его рабочей поверхности в виде намотки.
• Обмотку, напоминающую звезду и состоящую из контактных колец, что имеют выход к ротору.
• Щётки, которые не совершают по факту никакой работы, но способствуют включению реостата. Такое приспособление влияет на функциональность обмотки и изменяет параметры её сопротивления.
• Иногда в механизме может быть встроен специальный автоматический короткозамыкатель, который может закоротить обмотку и остановить элемент реостата, даже если деталь пребывает в работе.

В стадии замыкания щёток и контактных колец могут включаться дополнительно элементы для их разводки. Не все генераторы оснащены такими деталями, приспособление можно увидеть у новых моделей.

Секреты и тонкости

Чтобы сделать асинхронный двигатель в режиме генератора нужно не только изучить модель устройства, но и подобрать нужные элементы. Специалисты советуют использовать неполярные батареи конденсаторного типа, поскольку электролитические элементы в данную схему не вписываются.

Трёхфазный тип запускает детали конденсаторов с помощью звезды. Это даёт возможность запустить генеративный процесс с небольшими оборотами ротора, но такой способ негативно сказывается на выходе напряжения.

Можно создать генератор, используя и однофазный механизм, но это только в случае, если имеются короткозамкнутые роторы. Нельзя использовать для переделки под генератор коллекторный тип двигателей, поскольку их мощность слишком высока для такого механизма. В домашних условиях узнать о ёмкости батареи конденсаторного типа нельзя. Это стоит учитывать в процессе переделки.

Узнать, подходит ли батарея для генератора можно исходя из её веса. Тяжесть детали должна быть равной электродвигателю.

Процесс изготовления

Для этой цели может использоваться механизм из бытовой техники, например, со стиральной машинки. Сначала снимается верхний слой из сердечника двигателя, чтобы открылся доступ ко всем составляющим элементам. После этого по всему сердечнику нужно проделать дополнительные отверстия и сделать небольшое углубление.

Из ротора снимаются размеры и создаётся шаблон в виде полосы, соответствующий реальным параметрам механизма. На каждый полюс образовавшегося пространства нужно прикрепить неодимовой магнит. Для процесса может потребоваться от 8 до 10 магнитов.

Зафиксировать магниты лучше суперклеем, но можно применять и другие варианты из доступных подручных средств. Для герметизации устройства ротор можно обернуть бумагой и залепить торцовую часть пластилином.

Свободные места между магнитами нужно обработать используя эпоксидную смолу. Поле того, как заливка высохнет, можно снять бумажную оболочку, в которую и заливалась смесь. После этого начинается этап шлифовки поверхности ротора. Деталь нужно зафиксировать в тиски. Далее, определяется состояние проводов и происходит тестирование созданного генератора.

Процесс преобразования асинхронного двигателя в генератор такого же типа завершён. Применять устройство можно в разных вариантах работ.

Что касается оценки уровня эффективности, то генератор из трёхфазного двигателя в этом плане ничем не отличается от асинхронного типа. Одним из плюсов первого варианта является наличие конденсаторной батареи, улучшающей процесс работы генератора и по своей структуре считающейся одним из наиболее сложных технических элементов устройства.

Генератор из асинхронного двигателя — Оборудование

Асинхронный электродвигатель на роторе не имеет магнита, вместо него располагаются короткозамкнутые витки. Многие думают, что асинхронный электродвигатель невозможно переделать в генератор, но имеется один способ – применить конденсаторы.

Асинхронный генератор на сегодняшний день является самой распространенной и известной электрической машиной переменного тока, его используют в качестве двигателя. Почти половину всей вырабатываемой электроэнергии в мире потребляют только низковольтные генераторы, их годовой выпуск исчисляется сотнями миллионов. Это говорит о том, что устройства необходимы для различных потребностей сельскохозяйственного и промышленного производства, используются в транспортных и авиационных системах, в специальной и военной технике и т.д.

Такие двигатели несложны по конструкции, достаточно надежны в эксплуатации, имеют невысокую стоимость. Поэтому сфера применения асинхронных двигателей непрерывно расширяется. В последние годы часто стали использовать асинхронные двигателя в генераторном режиме, что предоставляет возможность через выпрямительные устройства обеспечить питанием потребителей постоянного тока и трехфазного тока.

Составляющие генератора

Из-за отсутствия подвижных и постоянных магнитов, которые вступают в трение друг с другом, асинхронный двигатель является эффективным в применении и простым в сборке. Чтобы генератор из асинхронного двигателя сделать своими руками, вам понадобятся некоторые вспомогательные элементы для подключения устройства плавного пуска.

Вначале необходимо обмотку будущего генератора как следует связать методом звезды или треугольника. От выбора соединения зависит значение трехфазного напряжения на выходе устройства. На двигателе должны отмечаться две величины, самая наименьшая будет соответствовать напряжению при подключении треугольником, а более большая величина – звездой.

Затем необходимо найти конденсаторы с напряжением более чем 500В, главное помнить, что нужно выбирать не электролитические и неполярные конденсаторы. С помощью вольтметра нужно удостовериться в их разрядке, а если присутствует даже небольшой заряд, то необходимо разрядить конденсаторы. Разрядку легко осуществлять с помощью обыкновенной лампочки накаливания.

Простейшая схема включения

Специальный трехфазный автомат подключают к генератору для того, чтобы прекратилась подача питания. Подключенный генератор к контактам нагрузки при запуске может не справиться с генерацией напряжения. Отключить автомат нужно предварительно, а после этого подсоединить нагрузку. Двигатель запускается до необходимой скорости вращения, после этого нужно немного подождать и включить автомат. На нагрузку генератора станет бесперебойно поступать напряжение. Главное помнить, что нельзя вместе с генератором, в сеть включать феррорезонансный стабилизатор (если он самостоятельно изготовлен), т. к. на выходе двигателя будет появляться нестабильное напряжение.

Обмотку статора нужно обязательно зашунтировать не электролитическим конденсатором, а его напряжение должно быть не меньше напряжения рабочего двигателя в два раза. После шунтирования получившийся генератор сначала будет вырабатывать не слишком большое напряжение. Через обмотку и конденсатор станет идти ток, который относительно напряжения будет сдвинут по фазе. Текущий процесс происходит лавинообразно до тех пор, пока на обмотке статора напряжение не станет номинальным напряжению двигателя.

Генератор из асинхронного двигателя, перемотка статора и переделка ротора под магниты

Долго я думал на каком-же асинхронике его сделать, так как изначально имелось в наличие 2 мотора. Тот который D-106mm, L-100mm. 24 необходимых магнита 10х13, ложатся по кругу впритык почти без зазора, побоялся так делать. 18 магнитов не захотел, уж больно мало мне это показалось. Решение было принято в пользу АИР90L4 D-96mm, L-100mm. Тот на четырёх полюсах 3Кватт, а этот 2,2Кватт. Тот весит 25 кг, этот 18. Вот такой с меня обмотчик. Далее занялся статором, для этого мотал отдельно каждую обмотку на импровизированом станочке из жестяных банок, мотал на 6 полюсов проводом 1,12мм , вместилось в паз 24 проводника. И то с таким скрипом, что клинья некуда было вбивать. Так что ограничился тем-же электрокартоном в качестве изоляции.Пропитывать ещё не пропитывал т.к. понятия не имею что такое электролак. Купил Цапон лака и всё равно побоялся. Думаю народ подскажет как лучше тем более не к спеху.

Дело дошло и до ротора, на ротор из отлитой балванки выточил полую насадку. В ней просверлил отверстия под магниты, но когда насаживал на ротор насадка раскололась. Пришлось вытачивать новую, после этого вышло всё нормально, наклеел магниты и собрал генератор.

          Сразу после сборки последовали испытания, генератор крутил дрелью, обороты мерял тахометром с датчиком холла от комповского кулера. Как меряет мне нравится, стрелка движется плавно, тарировал стрелочным механическим тахометром. Вся проблема в том, что дрелью меньше 300 об. неудержишь, а больше 700 не крутит. Генаратор тестировался нагрузкой 5 Ом, сопротивление одной фазы 1 Ом.Мерялось на одной фазе. (Не между фаз).В таблице результат испытаний.

Обороты: 300,400,500,600,700

Вольты-амперы:16-3,5/ 21-5/ 27-6/ 32-7/ 38-8,1

Далее занялся изготовлением диодного моста, так-же привёл в порядок свой тахометр, собрав его в картонную коробку и ещё раз сверив его показания с механическим тахометром.Три диодных моста поставил только для того, чтобы можно было поэкспериментировать с тремя полными мостами параллельно и последовательно. Сварил переходник на перфоратор и подключил его через диммер на 1000W.

После подготовки всех этих составляющих, появилась возможность снять реальные характеристики генератора. Сопротивление фазы 0,9-1,0 Ом. В качестве нагрузки использовалася аккумулятор. Ниже снятые данные генератора. Из нашей таблички видно, что винт 2,3м ранее рассчитанный по моей просьбе, вполне подойдёт для этого генератора. Начало заряда с 3м/с, момент страгивания этого винта на этом ветре 0,5Нм, а у генератора 0,4Нм.

Генератор из асинхронного двигателя своими руками

На чтение 2 мин.

За основу был взят промышленный асинхронный двигатель переменного тока, мощностью 1,5 кВт с частотой вращения вала 960 об/мин. Сам по себе такой мотор изначально не может работать как генератор. Ему необходима доработка, а именно замена или доработка ротора.

Табличка с маркировкой двигателя:

Двигатель хорош тем, что у него везде где нужно стоят уплотнения, особенно у подшипников. Это существенно увеличивает интервал между периодическими техническими обслуживаниями, так как пыль и грязь никуда просто так попасть и проникнуть не могут.

Ламы у этого электродвигателя можно поставить на любую сторону, что очень удобно.

Переделка асинхронного двигателя в генератор

Снимаем крышки, извлекаем ротор.

Обмотки статора остаются родные, двигатель не перематывается, все остается как есть, без изменений.

Ротор дорабатывался на заказ. Было решено сделать его не цельнометаллическим, а сборным.

То есть, родной ротор стачивается до определенного размера.

Вытачивается стальной стакан и запрессовывается на ротор. Толщина скана в моем случае 5 мм.

Разметка мест для приклеивания магнитов была одной из самых сложных операций. В итоге методом проб и ошибок было решено распечатать шаблон на бумаге, вырезать в нем кружочки под неодимовые магниты – они круглые. И приклеить магниты по шаблону на ротор.

Основная загвоздка возникла в вырезании множественных кружочков в бумаге.

Все размеры подбираются сугубо индивидуально под каждый двигатель. Каких-то общих размеров размещения магнитов дать нельзя.

Неодимовые магниты приклеены на супер клей.

Была сделана сетка из капроновой нити для укрепления.

Далее обматывается все скотчем, снизу делается герметичная опалубка, герметизированная пластилином, а сверху заливная воронка из того же скотча. Заливается все эпоксидной смолой.

Смола потихоньку стекает сверху вниз.

После застывания эпоксидной смолы, снимаем скотч.

Теперь все готов к сборке генератора.

Загоняем ротор в статор. Делать это нужно особо осторожно, так как неодимовые магниты обладают огромной силой и ротор буквально залетает в статор.

Собираем, закрываем крышки.

Магниты не задевают. Залипания почти нет, крутится относительно легко.

Проверка работы. Вращаем генератор от дрели, с частотой вращения 1300 об/мин.

Двигатель подключен звездой, треугольником генераторы такого типа подключать нельзя, не будут работать.

Снимается напряжение для проверки между фазами.

Генератор из асинхронного двигателя работает отлично.

Смотрите видео

Более подробную информацию смотрите в видеоролике.

Канал автора — Peter Dmitriev

Делаем ветрогенератор из асинхронного двигателя своими руками

Если вы хотите использовать энергию ветра для выработки электроэнергии (неважно по экономическим причинам или из желания сделать нашу планету чище), то камнем преткновения может стать цена покупки ветряка. Стоимость готового ветрогенератора стартует с шестизначных цифр в российской валюте и это далеко не все затраты, которые могут потребоваться для сооружения личной ветровой электростанции. Подобные расходы может позволить себе далеко не каждый.

Так как же быть? Забросить все мечты о независимом источнике бесплатной энергии или отложить их до лучших времен? Вовсе не обязательно. Решить проблему поможет ветряк из асинхронного двигателя.

Выбор именно этого типа двигателя базируется на двух факторах: широком распространении асинхронных двигателей и относительно простой их переделкой в ветрогенератор.

Имеется несколько способов изготовить двигатель для ветрогенератора самому:

• Ветрогенератор из асинхронного двигателя

  Наиболее легким путем является преобразование действующего асинхронного двигателя посредством прикрепления к нему конденсаторов и повышающего редуктора. Редуктор должен позволять выходить на номинальную мощность при низкой скорости ветра. Просто, но малоэффективно.

• Более оптимальным вариантом является преобразование якоря двигателя с низкими оборотами. Это достигается проточкой якоря между ним и статором и запрессовкой гильзы. После этого необходимо наклеить магниты.

• Самым эффективным методом получить ветрогенератор из асинхронного двигателя является использование только металла статора. Это дает возможность намотать генератор на необходимое вам напряжение, но и количество токарных работ будет значительным.

Дата публикации: 1 апреля 2015



Оставить комментарий

Вы должны быть Войти, чтобы оставлять комментарии.

Индукционные генераторы

Индукционные генераторы
Статья
Учебники по альтернативной энергии
09.03.2012
08.02.2020

Учебники по альтернативной энергии

Поделитесь / добавьте в закладки с:

Использование асинхронных двигателей в качестве генераторов

В связи с постоянно растущими расходами на электроэнергию поиск способов уменьшить нашу зависимость от местной коммунальной компании стал одной из основных целей. Наряду с солнечной энергией, генерация «энергии ветра» и «гидроэнергии» стала важной частью небольшой системы возобновляемых источников энергии домовладельцев. Существует несколько общих типов генераторов, доступных в качестве возможных кандидатов для использования в качестве ветряных или гидротурбинных генераторов, но, возможно, наиболее распространенным типом электрических генераторов, используемых в отрасли, являются индукционные генераторы .

Индукционные генераторы , также известные как «асинхронные генераторы», обычно используются для небольших схем из-за таких преимуществ, как простота, доступность, надежность и, что более важно, их низкая стоимость. Кроме того, поскольку индукционные генераторы являются бесщеточными (то есть у них нет коммутатора или угольных щеток), они требуют очень небольшого количества систем управления или технического обслуживания, как правило, только чистую смазку подшипников на протяжении всего срока их службы.

Однофазные индукционные генераторы

Индукционный генератор очень похож на асинхронный двигатель, используемый в промышленности, и разница в том, что когда машина вращается быстрее, чем его нормальная рабочая скорость, индукционный генератор вырабатывает электричество переменного тока. Стоимость киловатта (кВт) однофазного индукционного генератора обычно выше, чем у трехфазного генератора того же размера на киловатт выходной мощности. Поэтому обычно используются трехфазные генераторы, которые также могут вырабатывать однофазное выходное напряжение.

Большинство домашних систем малого масштаба предназначены для работы параллельно с коммунальной сетью, обеспечивая небольшую часть общих потребностей домовладельцев в электроэнергии. Индукционный генератор способен производить совместимую с сетью мощность переменного тока без использования дополнительного инвертора или электронного управления, поскольку он синхронизируется с сетью, то есть вырабатывает электричество с той же частотой и напряжением.

При таких операциях выходное напряжение и частота генераторов поддерживаются в допустимых пределах энергокомпании за счет подключения резистивного балласта, который поддерживает постоянную сумму нагрузки потребителя и балластной нагрузки.Также статические конденсаторы иногда используются для коррекции коэффициента мощности и для обеспечения возбуждения машины.

Асинхронные машины с короткозамкнутым ротором в ветро- и гидроэнергетике широко используются в качестве предпочтительных генераторов. Обычно генераторы ветряных турбин труднее контролировать, чем гидрогенераторы, потому что их скорость и, следовательно, выходная мощность сильно различаются. Но поскольку индукционный генератор подключен к электросети с постоянной частотой, поэтому синхронизирующее оборудование не требуется, индукционный генератор работает практически с постоянной скоростью (в небольшом диапазоне скольжения).Таким образом, при использовании в качестве ветряной турбины он работает с оптимальной эффективностью только в небольшом диапазоне изменения скорости ветра.

Асинхронная машина не имеет заранее определенной скорости вращения для данной частоты и напряжения, как в случае работы синхронного генератора, но ее скорость при постоянной частоте сети может изменяться в зависимости от нагрузки. Мощность, выдаваемая генератором, изменяется при изменении скорости машины. При синхронной скорости, то есть скорости вращения, точно равной частоте переменного тока, мощность вообще не генерируется.Разница между синхронной скоростью генератора и фактической скоростью называется «скольжением». Крутящий момент и мощность машин изменяются линейно со скольжением.

Если скольжение генератора регулируется в соответствии с требованиями к нагрузке, индукционный генератор выдает необходимую мощность. Синхронная скорость является функцией электрической частоты, в то время как фактическая скорость определяется водяной или ветряной турбиной, подключенной к валу генератора. Поэтому для выработки энергии индукционный генератор должен вращаться быстрее, чем скорость скольжения.

Очевидно, что для маломасштабной генерации индукционный генератор преобразует потенциальную энергию в кинетическую, а затем в электрическую. Ротор вращается с превышением синхронной скорости и развивает противодействующий крутящий момент, который противодействует этому превышению скорости, так же как и тормоз.

Ротор генератора возвращает мощность в виде электрической энергии, а не рассеивает ее в виде тепла, что обычно называется асинхронной генерацией. Затем кинетическая энергия преобразуется в электрическую, и генератор подает активную мощность в электрическую сеть.

Однако для успешной работы электросеть должна обеспечивать реактивную мощность для создания вращающегося магнитного поля статора. То есть индукционный генератор получает ток возбуждения или намагничивания непосредственно от электросети. Тогда индукционный генератор потребляет, а не поставляет реактивную мощность (KVAR) и поставляет только реальную мощность (KW) непосредственно в сеть.

Двигатели обычно могут функционировать как генераторы, и наоборот, и поскольку индукционный генератор на самом деле является асинхронным двигателем, приводимым в действие турбиной, называемой первичным двигателем, он имеет несколько преимуществ перед другими типами генераторов.

Преимущества индукционных генераторов

• Он дешевле и более доступен, чем аналогичный синхронный генератор.
• Не использует контактные кольца для передачи тока к катушкам возбуждения в роторе.
• Не требует внешнего напряжения возбуждения постоянного поля.
• Электрический ток индуцируется в обмотках ротора под действием трансформатора
• Он автоматически синхронизируется с системой питания, поэтому его управление проще и дешевле.

В качестве индукционного генератора можно использовать трехфазную индукционную машину с короткозамкнутым ротором или асинхронный двигатель конденсаторного типа. Из двух вариантов лучше выбрать трехфазный двигатель. Эти машины обычно можно найти в цехах перемотки моторов, на складах, складских дворах и т. Д., Довольно дешево, так как их так много. В большинстве бытовых приборов, таких как стиральные машины и сушилки, обычно используются однофазные асинхронные двигатели.

Размер используемой индукционной машины зависит от требуемой мощности генератора.Эффективность увеличивается с размером, но, как правило, нет необходимости превышать 10 л. с. (7,5 кВт) для трехфазной машины или 3 л.с. (750 Вт) для однофазной машины. Как правило, лучшие индукционные генераторы — это машины, рассчитанные на 1700 об / мин или выше.

Чтобы узнать больше об «индукционных генераторах» или получить дополнительную информацию о ветровой энергии о различных доступных ветроэнергетических системах, или изучить преимущества и недостатки использования индукционных генераторов как части системы ветряных турбин, подключенных к сети, нажмите здесь, чтобы получить Ваш экземпляр одной из лучших книг по трехфазным самовозбуждающим индукционным генераторам прямо от Amazon.

Двигатель-генератор своими руками. Самодельный асинхронный генератор. Подготовка и сборка материалов

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к способам и оборудованию для выработки электрической энергии, и может быть использовано в автономных системах электроснабжения, в автоматике и бытовых приборах, в авиации, море и дороге. транспорт.

Благодаря нестандартному способу генерации и оригинальной конструкции мотор-генератора режимы генератора и электродвигателя совмещены в одном процессе и неразрывно связаны.В результате, когда нагрузка подключена, взаимодействие магнитных полей статора и ротора образует крутящий момент, совпадающий по направлению с моментом, создаваемым внешним приводом.

Другими словами, по мере увеличения мощности, потребляемой нагрузкой генератора, ротор мотора-генератора начинает разгоняться, и, соответственно, мощность, потребляемая внешним приводом, уменьшается.

В Интернете долгое время ходили слухи, что генератор с кольцевым якорем Грама способен генерировать больше электроэнергии, чем затрачивается на механическую энергию, и это было связано с тем, что под нагрузкой не было тормозного момента.

Результаты экспериментов, которые привели к изобретению двигателя-генератора.

В Интернете долгое время ходили слухи, что генератор с кольцевым якорем Грама способен генерировать больше электроэнергии, чем затрачивается на механическую энергию, и это было связано с тем, что под нагрузкой не было тормозного момента. Эта информация побудила нас провести серию экспериментов с кольцевой обмоткой, результаты которых мы покажем на этой странице. Для экспериментов 24 шт.На тороидальный сердечник намотаны независимые обмотки с одинаковым числом витков.

1) Изначально по весу обмотки были подключены последовательно, выводы на нагрузке расположены диаметрально. В центре обмотки находился постоянный магнит с возможностью вращения.

После того, как магнит приводился в движение приводом, была подключена нагрузка и скорость привода была измерена лазерным тахометром. Как и следовало ожидать, обороты приводного двигателя начали падать.Чем больше мощности потребляла нагрузка, тем больше падали обороты.

2) Для лучшего понимания процессов, происходящих в обмотке, вместо нагрузки подключили миллиамперметр постоянного тока.
При медленном вращении магнита можно наблюдать полярность и величину выходного сигнала в данном положении магнита.

Из рисунков видно, что когда полюса магнита находятся напротив выводов обмотки (рис. 4; 8), ток в обмотке равен 0.Когда магнит находится в положении, когда полюса находятся в центре обмотки, мы имеем максимальное значение тока (рис. 2; 6).

3) На следующем этапе экспериментов использовалась только половина обмотки. Магнит также медленно вращался, и показания прибора регистрировались.

Показания прибора полностью совпали с показаниями предыдущего эксперимента (рис. 1-8).

4) После этого к магниту подключили внешний привод и начинали его вращать на максимальной скорости.

При подключении нагрузки привод стал набирать обороты!

Другими словами, при взаимодействии полюсов магнита и полюсов, образованных в обмотке, с магнитопроводом при прохождении через токовую обмотку возникал крутящий момент по направлению крутящего момента, создаваемого приводным двигателем.

Рисунок 1, при подключении нагрузки наблюдается сильное торможение привода. Рисунок 2, когда нагрузка подключена, привод начинает разгоняться.

5) Чтобы понять, что происходит, мы решили создать карту магнитных полюсов, которые появляются в обмотках при прохождении через них тока. Для этого была проведена серия экспериментов. Обмотки соединялись в разных вариантах, и на концы обмоток подавались импульсы постоянного тока. При этом на пружине был закреплен постоянный магнит, который в свою очередь располагался рядом с каждой из 24 обмоток.

По реакции магнита (он отталкивался или притягивался) составлялась карта проявляющихся полюсов.

Из рисунков видно, как возникали магнитные полюса в обмотках при разном включении (желтые прямоугольники на рисунках, это нейтральная зона магнитного поля).

При смене полярности импульса полюса, как и ожидалось, поменялись местами, поэтому разные варианты включения обмоток нарисованы с одинаковой полярностью мощности.

6) Па на первый взгляд, результаты на рисунках 1 и 5 идентичны.

При более детальном анализе выяснилось, что распределение полюсов по окружности и «размер» нейтральной зоны совершенно разные. Сила, с которой магнит притягивался или отталкивался от обмоток и магнитной цепи, демонстрируется градиентным заполнением полюсов.

7) При сравнении данных экспериментов, описанных в пунктах 1 и 4, помимо кардинальной разницы в реакции привода на подключение нагрузки и существенной разницы в «параметрах» магнитных полюсов, другие различия не выявлены. В обоих экспериментах параллельно с нагрузкой включался вольтметр, а последовательно с нагрузкой — амперметр. Если показания приборов из первого опыта (точка 1) принять за 1, то во втором эксперименте (точка 4) показание вольтметра также было равно 1.По показаниям амперметра это было 0,005 от результатов первого эксперимента.

8) Исходя из вышеизложенного в предыдущем абзаце логично предположить, что если в неиспользуемой части магнитопровода сделать немагнитный (воздушный) зазор, то сила тока в обмотке должна возрасти.

После создания воздушного зазора магнит снова был соединен с приводным двигателем и вращался с максимальной скоростью. Сила тока фактически увеличилась в несколько раз и стала примерно равняться 0.5 результатов эксперимента по п. 1,
, но при этом на приводе был тормозной момент.

9) Методом, описанным в пункте 5, была составлена ​​карта полюсов данной конструкции.

10) Сравните два варианта

Нетрудно предположить, что если вы увеличиваете воздушный зазор в магнитной цепи, геометрическое расположение магнитных полюсов на рисунке 2 должно приближаться к рисунку 1. А это, в свою очередь, , должно привести к эффекту ускорения привода, описанному в пункте 4 (при подключении нагрузки вместо торможения создается дополнительный момент к крутящему моменту привода).

11) После увеличения зазора в магнитопроводе до максимума (до краев обмотки) при включении нагрузки вместо торможения привод снова стал набирать обороты.

В этом случае карта полюсов обмотки с магнитной цепью выглядит так:

На основе предложенного принципа выработки электроэнергии можно спроектировать генераторы переменного тока, которые при увеличении электрической мощности в нагрузке , не требуют увеличения механической мощности привода.

Принцип работы электродвигателя генератора.

Согласно явлению электромагнитной индукции, когда магнитный поток, проходящий через замкнутую цепь, изменяется, в цепи появляется ЭДС.

Согласно правилу Ленца: Индукционный ток, возникающий в замкнутой проводящей цепи, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует изменению магнитного потока, вызвавшему этот ток. В этом случае не имеет значения, как движется магнитный поток по отношению к контуру (рис.1-3).

Метод возбуждения ЭДС в нашем моторе-генераторе аналогичен показанному на рисунке 3. Он позволяет использовать правило Ленца для увеличения крутящего момента на роторе (индукторе).

1) Обмотка статора
2) Магнитная цепь статора
3) Индуктор (ротор)
4) Нагрузка
5) Направление вращения ротора
6) Осевая линия магнитного поля полюсов индуктора

При включении внешнего привода ротор (индуктор) начинает вращаться. Когда начало обмотки пересекает магнитный поток одного из полюсов индуктора, в обмотке индуцируется ЭДС.

Когда нагрузка подключена, в обмотке начинает течь ток, и полюса магнитного поля, возникшего в обмотках, согласно правилу E. X. Lenz направлены на встречу магнитному потоку, который их возбудил.
Поскольку обмотка с сердечником расположена по дуге окружности, магнитное поле ротора движется по виткам (дуге окружности) обмотки.

При этом в начале обмотки по правилу Ленца появляется полюс, идентичный полюсу индуктора, а на другом конце — противоположный.Поскольку одноименные полюса отталкиваются, а противоположные притягиваются, индуктор стремится занять положение, соответствующее действию этих сил, что создает дополнительный момент, направленный в направлении вращения ротора. Максимальная магнитная индукция в обмотке достигается в тот момент, когда центральная линия полюса индуктора находится напротив середины обмотки. При дальнейшем перемещении индуктора магнитная индукция обмотки уменьшается, и в момент выхода центральной линии полюса индуктора из обмотки она равна нулю. В этот же момент начало обмотки начинает пересекать магнитное поле второго полюса индуктора, и по правилам, описанным выше, край обмотки, от которого начинает отходить первый полюс, начинает его толкать. прочь с возрастающей силой.

Чертежи:
1) Нулевая точка, полюса индуктора (ротора) симметрично направлены к разным краям обмотки в обмотке ЭДС = 0.
2) Центральная линия северного полюса магнита (ротора) ) пересекло начало обмотки, в обмотке появилась ЭДС и соответственно появился магнитный полюс, совпадающий с полюсом возбудителя (ротора).
3) Полюс ротора находится в центре обмотки, а максимальное значение ЭДС в обмотке.
4) Полюс приближается к концу обмотки и ЭДС снижается до минимума.
5) Следующая нулевая точка.
6) Центральная линия южного полюса входит в обмотку, и цикл повторяется (7; 8; 1).

Источник питания необходим для питания бытовой техники и промышленного оборудования. Есть несколько способов выработки электрического тока. Но самым многообещающим и экономически эффективным на сегодняшний день является генерация тока электрическими машинами.Самым простым в изготовлении, дешевым и надежным в эксплуатации был асинхронный генератор, вырабатывающий львиную долю потребляемой нами электроэнергии.

Применение электрических машин этого типа продиктовано их достоинствами. Асинхронные электрические генераторы, напротив, обеспечивают:

• повышенная степень надежности;
• длительный срок эксплуатации;
• рентабельность;
• минимальных затрат на обслуживание.

Эти и другие свойства асинхронных генераторов заложены в их конструкции.

Устройство и принцип действия

Основными рабочими частями асинхронного генератора являются ротор (подвижная часть) и статор (неподвижный). На рисунке 1 ротор расположен справа, а статор — слева. Обратите внимание на роторное устройство. На нем не показаны обмотки из медного провода. На самом деле обмотки существуют, но они состоят из алюминиевых стержней, замкнутых накоротко на кольцах, расположенных с двух сторон. На фото стержни видны наклонными линиями.

Конструкция короткозамкнутых обмоток образует так называемую «беличью клетку». Пространство внутри этой ячейки заполнено стальными пластинами. Точнее, алюминиевые стержни запрессовываются в пазы, сделанные в сердечнике ротора.

Рис. 1. Ротор и статор асинхронного генератора

Асинхронная машина, устройство которой описано выше, называется генератором с короткозамкнутым ротором. Любой, кто знаком с конструкцией асинхронного электродвигателя, должен был заметить сходство в конструкции этих двух машин.Фактически, они ничем не отличаются, поскольку асинхронный генератор и двигатель с короткозамкнутым ротором практически идентичны, за исключением дополнительных конденсаторов возбуждения, используемых в режиме генератора.

Ротор расположен на валу, который установлен на подшипниках, зажатых с обеих сторон крышками. Вся конструкция защищена металлическим корпусом. Генераторы средней и большой мощности требуют охлаждения, поэтому на валу устанавливается дополнительный вентилятор, а сам корпус выполнен оребренным (см. Рис. 2).

Рис.2. Асинхронный генератор в сборе

Принцип действия

По определению, генератор — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрический ток. Неважно, какая энергия используется для вращения ротора: ветер, потенциальная энергия воды или внутренняя энергия, преобразованная турбиной или двигателем внутреннего сгорания в механическую энергию.

В результате вращения ротора силовые линии магнитного поля, образованные остаточной намагниченностью стальных пластин, пересекают обмотки статора.В катушках образуется ЭДС, которая при подключении активных нагрузок приводит к образованию тока в их цепях.

Важно, чтобы синхронная скорость вращения вала немного (примерно на 2 — 10%) превышала синхронную частоту переменного тока (определяется количеством полюсов статора). Другими словами, необходимо обеспечить асинхронность (рассогласование) частоты вращения на величину скольжения ротора.

Следует отметить, что полученный таким образом ток будет небольшим. Для увеличения выходной мощности необходимо увеличить магнитную индукцию. Увеличьте эффективность устройства, подключив конденсаторы к клеммам катушек статора.

На рис. 3 показана схема сварочного асинхронного генератора переменного тока с конденсаторным возбуждением (левая часть схемы). Учтите, что полевые конденсаторы подключены по схеме треугольника. Правая часть рисунка — это фактическая схема самого инверторного сварочного аппарата.

Рис.3. Схема сварочного асинхронного генератора

Существуют и другие, более сложные схемы возбуждения, например, с использованием катушек индуктивности и конденсаторных батарей. Пример такой схемы показан на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема устройства с индуктивностями

Отличие от синхронного генератора

Основное отличие синхронного генератора переменного тока от асинхронного генератора в конструкции ротора. В синхронной машине ротор состоит из проволочных обмоток. Для создания магнитной индукции используется автономный источник питания (часто дополнительный маломощный генератор постоянного тока, расположенный на одной оси с ротором).

Преимущество синхронного генератора в том, что он генерирует ток более высокого качества и легко синхронизируется с другими генераторами этого типа. Однако синхронные генераторы более чувствительны к перегрузкам и коротким замыканиям. Они дороже своих асинхронных аналогов и более требовательны в обслуживании — необходимо следить за состоянием щеток.

Коэффициент гармоник или коэффициент отключения асинхронных генераторов ниже, чем у синхронных генераторов.То есть они производят почти чистое электричество. На таких токах стабильнее работают:

• регулируемые зарядные устройства;
• современных телевизоров.

Асинхронные генераторы обеспечивают уверенный запуск электродвигателей, требующих больших пусковых токов. По этому показателю они, по сути, не уступают синхронным машинам. У них меньше реактивных нагрузок, что положительно сказывается на тепловом режиме, так как меньше энергии тратится на реактивную мощность.Асинхронный генератор имеет лучшую стабильность выходной частоты при разных скоростях ротора.

Классификация

Генераторы замкнутого цикла

получили наибольшее распространение благодаря простоте конструкции. Однако существуют и другие типы асинхронных машин: генераторы переменного тока с фазным ротором и устройства с постоянными магнитами, которые образуют цепь возбуждения.

На рис. 5 для сравнения показаны два типа генераторов: слева на основании, а справа — асинхронная машина на артериальном давлении с фазовым ротором.Даже беглым взглядом на схематические изображения можно увидеть сложную конструкцию фазового ротора. Обращает на себя внимание наличие контактных колец (4) и механизма щеткодержателя (5). Цифрой 3 обозначены пазы для обмотки провода, в которые необходимо подавать ток для его возбуждения.

Рис. 5. Типы асинхронных генераторов

Наличие обмоток возбуждения в роторе асинхронного генератора улучшает качество генерируемого электрического тока, однако теряются такие достоинства, как простота и надежность.Поэтому такие устройства используются как автономный источник питания только в тех сферах, где без них сложно обойтись. Постоянные магниты в роторах используются в основном для производства генераторов малой мощности.

Область применения

Наиболее распространенное использование генераторных установок с короткозамкнутым ротором. Стоят они недорого, практически не требуют ухода. Устройства, оснащенные пусковыми конденсаторами, обладают достойной производительностью.

Асинхронные генераторы переменного тока часто используются в качестве автономного или резервного источника питания.Они работают с ними, они используются для мощных мобильных и.

Генераторы с трехфазной обмоткой уверенно запускают трехфазный электродвигатель, поэтому часто используются на промышленных электростанциях. Также они могут питать оборудование в однофазных сетях. Двухфазный режим позволяет экономить топливо ДВС, так как холостые обмотки находятся в режиме холостого хода.

Сфера применения достаточно обширна:

• транспортная промышленность;
• сельское хозяйство;
• сфера бытовая;
• медицинских учреждений;

Асинхронные генераторы удобны для строительства местных ветряных и гидроэлектростанций.

Асинхронный генератор своими руками

Сразу оговоримся: речь пойдет не о создании генератора с нуля, а о переделке асинхронного двигателя в генератор переменного тока. Некоторые умельцы используют готовый статор от мотора и экспериментируют с ротором. Идея состоит в том, чтобы сделать полюса ротора с помощью неодимовых магнитов. Это может выглядеть как заготовка с приклеенными магнитами (см. Рис. 6):

Рис. 6. Заготовка с приклеенными магнитами

Магниты наклеиваются на специально обработанную заготовку, установленную на валу двигателя, соблюдая их полярность и угол смещения.Для этого потребуется не менее 128 магнитов.

Готовая конструкция должна быть подогнана к статору и в то же время обеспечивать минимальный зазор между зубьями и магнитными полюсами изготовленного ротора. Поскольку магниты плоские, их приходится шлифовать или шлифовать, при этом постоянно охлаждая конструкцию, поскольку неодим теряет свои магнитные свойства при высокой температуре. Если все сделать правильно, генератор заработает.

Проблема в том, что в кустарных условиях очень сложно сделать идеальный ротор.Но если у вас есть токарный станок и вы готовы потратить несколько недель на его примерку и доводку — можно экспериментировать.

Предлагаю более практичный вариант — превращение асинхронного двигателя в генератор (см. Видео ниже). Для этого вам понадобится электродвигатель подходящей мощности и приемлемой скорости вращения ротора. Мощность двигателя должна быть как минимум на 50% выше требуемой мощности генератора. Если такой электродвигатель есть в вашем распоряжении, приступайте к переработке. В противном случае лучше купить готовый генератор.

Для обработки потребуется 3 конденсатора КБГ-МН, МБГО, МБГТ (можно брать других марок, но не электролитические). Подбирайте конденсаторы на напряжение не менее 600 В (для трехфазного двигателя). Реактивная мощность генератора Q, связанная с емкостью конденсатора, составляет: Q = 0,314 · U 2 · C · 10 -6.

С увеличением нагрузки возрастает реактивная мощность, а это значит, что для поддержания стабильного напряжения U необходимо увеличивать емкость конденсаторов, добавляя новые емкости путем переключения.

Видео: изготовление асинхронного генератора из однофазного двигателя — Часть 1

Часть 2

На практике обычно выбирается среднее значение, предполагая, что нагрузка не будет максимальной.

Подобрав параметры конденсаторов, подключите их к выводам обмоток статора, как показано на схеме (рис. 7). Генератор готов.

Рис. 7. Схема подключения конденсатора

Асинхронный генератор не требует особого ухода.Его обслуживание заключается в контроле состояния подшипников. В штатных режимах устройство способно работать годами без вмешательства оператора.

Слабое звено — конденсаторы. Они могут выйти из строя, особенно при неправильном выборе их значений.

Во время работы генератор нагревается. Если вы часто подключаете высокие нагрузки — следите за температурой устройства или позаботьтесь о дополнительном охлаждении.

Ответ на вопрос, как самому сделать электрогенератор из электродвигателя, основан на знании устройства этих механизмов.Основная задача — переделать двигатель в машину, выполняющую функции генератора. При этом необходимо продумать способ, как весь этот узел будет приведен в движение.

Где используется генератор?

Оборудование этого типа используется в совершенно разных сферах. Это может быть промышленный объект, частный или загородный дом, строительная площадка, а также любого масштаба, гражданские постройки различного назначения.

Словом, совокупность таких узлов, как электрогенератор любого типа и электродвигатель, позволяет реализовать следующие задачи:

• Резервный источник питания;
• Автономное электроснабжение на постоянной основе.

В первом случае речь идет о варианте безопасности в случае возникновения опасных ситуаций, таких как перегрузка сети, аварии, отключения электроэнергии и т. д. Во втором случае гетерогенный электрогенератор и электродвигатель позволяют получать электроэнергию. в зоне, где нет централизованной сети. Наряду с этими факторами есть еще одна причина, по которой рекомендуется использование автономного источника электроэнергии — необходимость подачи стабильного напряжения на ввод потребителя.Такие меры часто предпринимаются, когда необходимо ввести в эксплуатацию оборудование с особо чувствительной автоматикой.

Характеристики устройства и существующие виды

Для того, чтобы определиться, какой генератор и электродвигатель выбрать для реализации поставленных задач, следует представить себе, чем отличаются существующие типы автономных источников питания.

Бензиновые, газовые и дизельные модели

Основное отличие — вид топлива.С этой позиции различают:

1. Бензогенератор.
2. Дизельный двигатель
3. Аппарат работает на газе.

В первом случае содержащийся в конструкции электрогенератор и электродвигатель в основном используются для обеспечения электричеством на короткие периоды времени, что связано с экономической стороной вопроса из-за высокой стоимости бензина.

Преимущество дизельного механизма в том, что для его обслуживания и эксплуатации потребуется значительно меньше топлива.Кроме того, автономный дизель-генератор и электродвигатель в нем будут работать длительное время без простоев из-за большого ресурса двигателя.

Газовый прибор — отличный вариант в случае организации постоянного источника электроэнергии, так как топливо в этом случае всегда под рукой: подключение к газовой магистрали, использование баллонов. Следовательно, стоимость эксплуатации такого агрегата будет ниже из-за наличия топлива.

Основные конструктивные узлы такой машины также различаются исполнением.Двигатели есть:

1. Двухтактный;
2. Четырехтактный.

Первый вариант устанавливается на устройства меньшей мощности и габаритов, второй — на более функциональные. У генератора есть узел генератора, другое его название — «генератор в генераторе». Есть две его версии: синхронная и асинхронная.

По характеру тока различают:

• Электрогенератор однофазный и соответственно электродвигатель в нем;
• Трехфазное исполнение.

Чтобы понять, как сделать электрогенератор из асинхронного двигателя, важно понимать принцип работы этого оборудования. Итак, в основе функционирования лежит преобразование разных видов энергии. Прежде всего, кинетическая энергия расширения газов, возникающая при сгорании топлива, преобразуется в механическую энергию. Это происходит при непосредственном участии кривошипно-шатунного механизма при вращении вала двигателя.

Преобразование механической энергии в электрическую составляющую происходит за счет вращения ротора генератора переменного тока, что приводит к образованию электромагнитного поля и ЭДС.После стабилизации выходное напряжение достигает потребителя.

Изготовление источника питания без привода

Наиболее распространенный способ решения такой задачи — попытка организовать питание через асинхронный генератор. Особенностью этого метода является приложение минимальных усилий в плане установки дополнительных узлов для корректной работы такого устройства. Это связано с тем, что этот механизм работает по принципу асинхронного двигателя и вырабатывает электричество.

Смотрим видео, бестопливный генератор в доме:

В этом случае ротор вращается с гораздо более высокой скоростью, чем мог бы производить синхронный аналог. Сделать электрогенератор из асинхронного электродвигателя своими руками вполне возможно без использования дополнительных узлов или специальных настроек.

В результате принципиальная схема устройства останется практически нетронутой, но можно будет обеспечить электричеством небольшой объект: частный или загородный дом, квартиру.Использование таких устройств довольно обширно:

• В качестве двигателя для;
• В виде малых гидроэлектростанций.

Для организации действительно автономного источника энергоснабжения электрогенератор без приводного двигателя должен работать на самовозбуждении. И реализуется это подключением конденсаторов в последовательном порядке.

Смотрим видео, генератор своими руками, этапы работы:

Еще одна возможность выполнить задуманное — использовать двигатель Стирлинга.Его особенность — преобразование тепловой энергии в механическую работу. Другое название такого агрегата — двигатель внешнего сгорания, а точнее, основанный на принципе действия, то, скорее, двигатель внешнего обогрева.

Это связано с тем, что для эффективного функционирования устройства требуется значительный перепад температур. В результате роста этого значения увеличивается и мощность. Электрогенератор двигателя внешнего отопления Стирлинга может работать от любого источника тепла.

Последовательность действий для самостоятельного изготовления

Для превращения двигателя в автономный источник питания следует немного изменить схему, подключив к обмотке статора конденсаторы:

Схема переключения асинхронного двигателя

В этом случае будет протекать ведущий емкостной ток (намагничивание). В результате формируется процесс самовозбуждения узла, и соответственно изменяется величина ЭДС. На этот параметр больше влияет емкость подключаемых конденсаторов, но нельзя забывать о параметрах самого генератора.

Чтобы прибор не прогревался, что обычно является прямым следствием неправильно подобранных параметров конденсатора, при их выборе нужно руководствоваться специальными таблицами:

Эффективность и осуществимость

Прежде чем решить, где купить автономный генератор без двигателя, нужно определить, действительно ли мощности такого устройства достаточно для удовлетворения потребностей пользователя. Чаще всего самодельные устройства такого типа обслуживают потребителей малой мощности.Если вы решили сделать собственный автономный электрогенератор без двигателя, то необходимые элементы можно купить в любом сервисном центре или магазине.

Но их преимуществом является относительно невысокая стоимость, учитывая, что достаточно лишь немного изменить схему, подключив несколько конденсаторов подходящей емкости. Таким образом, обладая определенными знаниями, можно построить компактный и маломощный генератор, который будет обеспечивать достаточное количество электроэнергии для потребителей.

Часто возникает необходимость в автономном электроснабжении загородного дома.В такой ситуации выручит генератор из асинхронного двигателя своими руками. Сделать его самому несложно, имея определенные навыки обращения с электрооборудованием.

Принцип действия

Асинхронные двигатели благодаря своей простой конструкции и эффективному функционированию широко используются в промышленности. Они составляют значительную долю всех двигателей. Принцип их работы заключается в создании магнитного поля под действием переменного электрического тока.

Экспериментально доказано, что вращая металлический каркас в магнитном поле, в нем может быть индуцирован электрический ток, появление которого подтверждается свечением лампочки.Это явление называется электромагнитной индукцией.

Устройство двигателя

Асинхронный двигатель состоит из металлического корпуса, внутри которого находятся:

• обмотка статора , через которую пропускается переменный электрический ток;
• обмотка ротора, по которой ток течет в обратном направлении.

Оба элемента находятся на одной оси. Стальные пластины статора плотно прилегают друг к другу, в некоторых модификациях прочно свариваются.Медная обмотка статора изолирована от сердечника картонными прокладками. В роторе обмотка выполнена из алюминиевых стержней, замкнутых с двух сторон. Магнитные поля, создаваемые прохождением переменного тока, действуют друг на друга. Между обмотками находится ЭДС, вращающая ротор, так как статор неподвижен.

Генератор от асинхронного двигателя состоит из тех же компонентов, однако в этом случае происходит обратный эффект, то есть переход механической или тепловой энергии в электрическую.При работе в режиме двигателя он сохраняет остаточную намагниченность, которая индуцирует электрическое поле в статоре.

Частота вращения ротора должна быть выше изменения магнитного поля статора. Вы можете замедлить его с помощью реактивной мощности конденсаторов. Накопленный ими заряд противоположен по фазе и дает «тормозной эффект». Вращение может обеспечиваться ветром, водой, паром.

Схема генератора

Асинхронный двигатель-генератор имеет простую схему.После достижения синхронной скорости вращения происходит процесс образования электрической энергии в обмотке статора.

Если к обмотке подключена конденсаторная батарея, протекает электрический ток, который образует магнитное поле. В этом случае конденсаторы должны иметь емкость выше критической, которая определяется техническими параметрами механизма. Сила генерируемого тока будет зависеть от емкости конденсаторной батареи и характеристик двигателя.

Технология производства

Работа по преобразованию асинхронного электродвигателя в генератор довольно проста с необходимыми деталями.

Для начала процесса переделки необходимы следующие механизмы и материалы:

• асинхронный двигатель — подойдет однофазный мотор от старой стиральной машины;
• Измеритель скорости вращения ротора — тахометр или тахогенератор;
• Конденсаторы неполярные — Подходят модели типа КБГ-МН с рабочим напряжением 400 В;
• набор инструментов — сверла, ножовки, ключи.

Пошаговая инструкция

Изготовление генератора из асинхронного двигателя своими руками производится по представленному алгоритму.

• Генератор необходимо настроить так, чтобы его частота вращения превышала частоту вращения двигателя. Значение скорости вращения измеряется тахометром или другим прибором при включении двигателя от сети.
• Полученное значение нужно увеличить на 10% от доступного показателя.
• Подбирается емкость для конденсаторной батареи — она ​​не должна быть слишком большой, иначе оборудование будет сильно нагреваться. Для его расчета можно воспользоваться таблицей зависимости емкости конденсатора от реактивной мощности.
• На оборудовании установлена ​​конденсаторная батарея, которая обеспечит расчетную скорость вращения генератора. Его установка требует особого внимания — все конденсаторы должны быть надежно изолированы.

Для трехфазных двигателей конденсаторы подключаются в форме «звезды» или «треугольника». Первый тип подключения дает возможность вырабатывать электроэнергию при меньшей частоте вращения ротора, но выходное напряжение будет ниже. Для его снижения до 220 В используется понижающий трансформатор.

Производство магнитных генераторов

Магнитный генератор не требует использования конденсаторной батареи. В этой конструкции используются неодимовые магниты. Для работы,

• расположите магниты на роторе по схеме, соблюдая полюса — в каждом из них должно быть не менее 8 элементов;
• сначала ротор необходимо обработать на токарном станке до толщины магнитов;
• прочно закрепите магниты клеем;
• заполнить оставшееся свободное пространство между магнитными элементами эпоксидной смолой;
• После установки магнитов нужно проверить диаметр ротора — он не должен увеличиваться.

Преимущества самодельного генератора

Самодельный генератор из асинхронного двигателя станет экономичным источником тока, что снизит потребление централизованной электроэнергии. С его помощью можно обеспечить питание бытовой техники, компьютерной техники, обогревателей. Самодельный генератор из асинхронного двигателя имеет несомненные достоинства:

• простая и надежная конструкция;
• эффективная защита внутренних деталей от пыли и влаги;
• устойчивость к перегрузкам;
• длительный срок эксплуатации;
• возможность подключения устройств без инверторов.

При работе с генератором также следует учитывать возможность случайного изменения электрического тока.

Эти работы практически не имеют между собой ничего общего, так как необходимо сделать узлы системы разными по сути и назначению. Для изготовления того и другого элемента используются самодельные механизмы и приспособления, которые можно использовать или переделать в необходимый узел. Одним из вариантов создания генератора, который часто используется при изготовлении ветрогенератора, является изготовление асинхронного электродвигателя, который наиболее успешно и эффективно решает проблему. Рассмотрим вопрос подробнее:

Изготовление генератора из асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель — лучшая «заготовка» для изготовления генератора. Для этого он имеет лучшие показатели устойчивости к короткому замыканию, менее требователен к попаданию пыли или грязи. Кроме того, асинхронные генераторы генерируют больше «чистой» энергии, коэффициент очистки (наличие высших гармоник) в этих устройствах составляет всего 2% против 15% в синхронных генераторах. Высшие гармоники способствуют нагреву двигателя и замедляют режим вращения, поэтому их небольшое количество — большой плюс конструкции.

Асинхронные устройства не имеют вращающихся обмоток, что значительно исключает возможность их выхода из строя или повреждения от трения или замыкания.

Еще одним немаловажным фактором является наличие на выходных обмотках напряжения 220 В или 380 В, что позволяет подключать приборы потребления непосредственно к генератору, минуя систему стабилизации тока. То есть, пока есть ветер, устройства будут работать точно так же, как от сети.

Единственное отличие от работы полного комплекса — прекращение работы сразу после утихания ветра, при этом батареи, входящие в комплект, некоторое время питают потребляющие устройства своей емкостью.

Как переделать ротор

Единственное изменение, которое было внесено в конструкцию асинхронного двигателя при переделке его в генератор, — это установка постоянных магнитов на ротор. Для получения большей силы тока обмотки иногда перематывают более толстым проводом, который имеет меньшее сопротивление и дает лучшие результаты, но эта процедура не критична, без нее можно обойтись — генератор заработает.

Ротор асинхронного двигателя Не имеет обмоток и других элементов, по сути является обычным маховиком.Обработка ротора проводится на токарном станке по металлу, без него не обойтись. Поэтому при создании проекта необходимо сразу решить вопрос с техподдержкой работ, найти знакомого токаря или организацию, занимающуюся такими работами. Ротор необходимо уменьшить в диаметре на толщину магнитов, которые будут на нем установлены.

Есть два способа крепления магнитов:

• изготовление и установка стальной втулки, которая надевается на предварительно уменьшенный в диаметре ротор, после чего магниты крепятся к втулке.Этот метод дает возможность увеличить силу магнитов, плотность поля, способствуя более активному формированию ЭМП
• уменьшения диаметра только на толщину магнитов плюс необходимый рабочий зазор. Этот метод проще, но требует установки более сильных магнитов, лучше всего неодимовых магнитов, которые имеют гораздо большую силу и создают мощное поле.

Магниты установлены по строительным линиям ротора, т.е. не по оси оси, а несколько смещены по направлению вращения (эти линии хорошо видны на роторе).Магниты расположены чередующимися полюсами и закреплены на роторе клеем (рекомендуется эпоксидная смола). После его высыхания можно собрать генератор, в который теперь превратился наш двигатель, и приступить к процедурам испытаний.

Испытания вновь созданного генератора

Данная процедура позволяет выяснить степень работоспособности генератора, эмпирически определить скорость вращения ротора, необходимую для получения желаемого напряжения. Обычно прибегают к помощи другого двигателя, например, электродрели с регулируемой скоростью патрона.Вращая ротор генератора с подключенным к нему вольтметром или лампочкой, проверьте, какие скорости необходимы для минимальных, а какие — максимального предела мощности генератора, чтобы получить данные, на основе которых будет создана ветряная мельница.

Для тестирования можно подключить любое устройство потребления (например, обогреватель или осветительный прибор) и убедиться, что оно работает. Это поможет снять все возникающие проблемы и внести изменения, если возникнет такая необходимость. Например, иногда возникают ситуации с «заклиниванием» ротора, который не запускается при слабом ветре.Это происходит при неравномерном распределении магнитов и устраняется путем разборки генератора, отсоединения магнитов и повторного усиления их в более однородной конфигурации.

По окончании всех работ в распоряжении появляется полностью рабочий генератор, которому теперь нужен источник вращения.

Изготовление ветряка

Чтобы создать ветряк, вам нужно будет выбрать один из вариантов конструкции, которых существует множество. Итак, ротор бывает горизонтальным или вертикальным (в данном случае термин «ротор» означает вращающуюся часть ветрогенератора — вал с лопастями, приводимыми в движение силой ветра).они обладают более высокой эффективностью и стабильностью при производстве энергии, но им нужна система направления потока, которая, в свою очередь, требует легкости вращения на валу.

Чем мощнее генератор, тем труднее его вращать и тем большую силу должна развивать ветряная мельница, что требует ее больших размеров. Причем, чем больше мельница, тем она тяжелее и имеет большую инерцию покоя, что образует замкнутый круг. Обычно используются средние значения и значения, которые позволяют найти компромисс между размером и удобством вращения.

Легче в изготовлении и не требовательна к направлению ветра. В то же время они имеют меньшую эффективность, поскольку ветер действует с одинаковой силой на обе стороны лопасти, затрудняя вращение. Чтобы избежать этого недостатка, было создано множество различных конструкций ротора, например:

• ротор Savonius
• ротор Дарья
• ротор Lenz

Известны ортогональные конструкции (разнесенные относительно оси вращения) или геликоид (лопасти, имеющие сложную форму, напоминающую витки спирали).Все эти конструкции имеют свои достоинства и недостатки, главный из которых — отсутствие математической модели вращения лопастей того или иного типа, что делает расчет чрезвычайно сложным и приближенным. Поэтому действуют методом проб и ошибок — создается опытный образец, выясняются его недостатки, с учетом чего изготавливается рабочий ротор.

Самая простая и распространенная конструкция — это ротор, но в последнее время в сети появляется множество описаний других ветрогенераторов, созданных на основе других типов.

Устройство ротора простое — вал на подшипниках, наверху которого установлены лопасти, которые вращаются под действием ветра и передают крутящий момент на генератор. Изготовление ротора осуществляется из доступных материалов, установка не требует чрезмерной высоты (обычно поднимается на 3-7 м), это зависит от силы ветра в регионе. Вертикальные конструкции практически не требуют ухода или обслуживания, что облегчает работу ветрогенератора.

асинхронные двигатели переменного тока | Как работают электродвигатели переменного тока Асинхронные электродвигатели переменного тока

| Как работают двигатели переменного тока — объясните это

Реклама

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 21 апреля 2020 г.

Вы знаете, как работают электродвигатели? Ответ, наверное, да и нет! Хотя многие из нас узнали, как
базовые моторные работы, из простых научных книг и веб-страниц, таких как эта, многие из
двигатели, которые мы используем каждый день — от заводских машин до
электропоезда — вообще-то так не работают. Какие книги
рассказывают нам о простых двигателях постоянного тока (DC), которые имеют
петля из проволоки, вращающаяся между полюсами постоянного магнита; в реальной жизни,
в большинстве двигателей большой мощности используется переменный ток (AC) и
работают совершенно по-другому: это то, что мы называем индукцией
двигатели, и они очень изобретательно используют вращающееся магнитное поле.Рассмотрим подробнее!

Фотография: Обычный асинхронный двигатель переменного тока со снятыми корпусом и ротором, демонстрирующий медные обмотки катушек, составляющих статор (статическая, неподвижная часть двигателя). Эти катушки предназначены для создания вращающегося магнитного поля, которое вращает ротор (подвижную часть двигателя) в пространстве между ними. Фото Дэвида Парсонса любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL.

Как работает обычный двигатель постоянного тока?

Изображение: Электродвигатель постоянного тока основан на проволочной петле, вращающейся внутри фиксированного магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом. Коммутатор (разрезное кольцо) и щетки (угольные контакты к коммутатору) меняют электрический ток каждый раз, когда провод перекручивается, что позволяет ему вращаться в одном направлении.

Простые двигатели, которые вы видите в научных книгах, основаны на
кусок проволоки, согнутый в прямоугольную петлю, которая подвешена между
полюса магнита. (Физики назвали бы это
проводник с током сидит в магнитном поле.)
вы подключаете такой провод к батарее, через него течет постоянный ток (DC), создавая вокруг него временное магнитное поле.Это временное поле
отталкивает исходное поле от постоянного магнита, в результате чего провод
перевернуть. Обычно провод останавливался в этой точке, а затем снова переворачивался,
но если мы используем оригинальное вращающееся соединение
называется коммутатором, мы можем сделать обратный ток каждый раз, когда
проволока переворачивается, а это значит, что проволока будет продолжать вращаться в
в том же направлении до тех пор, пока течет ток. Это
сущность простого электродвигателя постоянного тока, задуманного в
1820-е годы Майкла Фарадея и
превратился в практическое изобретение о
десять лет спустя Уильям Стерджен. (Более подробную информацию вы найдете в нашей вводной статье об электродвигателях.)

Прежде чем перейти к двигателям переменного тока, давайте быстро
резюмируйте, что здесь происходит. В двигателе постоянного тока магнит (и его
магнитное поле) фиксируется на месте и образует внешнюю, статическую часть
двигатель (статор), а катушка с проводом, несущая электрический
ток формирует вращающуюся часть двигателя
(ротор). Магнитное поле исходит от статора, который
постоянного магнита, пока вы подаете электроэнергию на катушку, которая
составляет ротор.Взаимодействие между постоянными магнитами
поле статора и временное магнитное поле, создаваемое ротором, равно
что заставляет мотор крутиться.

Как работает двигатель переменного тока?

В отличие от игрушек и фонариков, большинство домов, офисов,
фабрики и другие здания не питаются от маленьких батареек:
на них подается не постоянный ток, а переменный ток
(AC), который меняет направление примерно 50 раз в секунду.
(с частотой 50 Гц). Если вы хотите запустить двигатель от домашней электросети переменного тока,
вместо батареи постоянного тока вам нужна другая конструкция двигателя.

В двигателе переменного тока есть кольцо электромагнитов
расположены снаружи (составляя статор),
которые предназначены для создания вращающегося магнитного поля.
Внутри статора находится цельная металлическая ось, проволочная петля,
катушка, беличья клетка из металлических стержней и межсоединений
(например, вращающиеся клетки, которым иногда удается развлечь мышей),
или другая свободно вращающаяся металлическая деталь, которая может проводить
электричество. В отличие от двигателя постоянного тока, где вы посылаете энергию во внутренний
ротор, в двигателе переменного тока вы посылаете мощность на внешние катушки, которые составляют
статор.Катушки запитываются попарно, последовательно,
создает магнитное поле, вращающееся вокруг двигателя.

Фото: Статор создает магнитное поле с помощью туго намотанных катушек из медной проволоки,
которые известны как обмотки. Когда электродвигатель изнашивается или перегорает, можно заменить его другим электродвигателем. Иногда проще заменить обмотки двигателя новым проводом — это умелая работа, называемая перемоткой, что и происходит здесь. Фото Сета Скарлетта любезно предоставлено
ВМС США.

Как это вращающееся поле заставляет двигатель двигаться? Помните, что ротор, подвешенный внутри
магнитное поле, является электрическим проводником. Магнитное поле постоянно меняется (потому что оно вращается), поэтому
согласно законам электромагнетизма (точнее, закону Фарадея), магнитное поле производит (или индуцирует, если использовать термин Фарадея) электрический ток внутри ротора. Если проводник представляет собой кольцо или провод, ток течет вокруг него по петле. Если проводник представляет собой просто цельный кусок металла, вместо этого вокруг него циркулируют вихревые токи.В любом случае индуцированный ток производит свое
собственное магнитное поле и, согласно другому закону электромагнетизма
(Закон Ленца) пытается остановить то, что вызывает это —
вращающееся магнитное поле — также вращаясь. (Вы можете думать о роторе
лихорадочно пытаясь «догнать» вращающееся магнитное поле в попытке устранить
разница в движении между ними.) Электромагнитная индукция — это ключ к тому, почему такой двигатель вращается, и поэтому он называется асинхронным.

Как работает асинхронный двигатель переменного тока?

Вот небольшая анимация, чтобы подвести итог и, надеюсь, прояснить все:

1. Две пары катушек электромагнита, показанные здесь красным и синим цветом, поочередно запитываются источником переменного тока (не показан, но подключаются к выводам справа).Две красные катушки соединены последовательно и запитаны вместе, а две синие катушки
   катушки подключаются аналогично. Поскольку это переменный ток, ток в каждой катушке не включается и не выключается внезапно (как предполагает эта анимация), а плавно повышается и падает в форме синусоидальной волны: когда красные катушки наиболее активны, синие катушки полностью неактивны, и наоборот. Другими словами, их токи не совпадают (не совпадают по фазе на 90 °).
2. Когда катушки находятся под напряжением, магнитное поле, которое они создают между ними, индуцирует электрический ток в роторе.Этот ток создает собственное магнитное поле, которое пытается противодействовать тому, что его вызвало (магнитное поле от внешних катушек). Взаимодействие между двумя полями заставляет ротор вращаться.
3. Когда магнитное поле чередуется между красной и синей катушками, оно эффективно вращается вокруг двигателя. Вращающееся магнитное поле заставляет ротор вращаться в одном направлении и (теоретически) почти с одинаковой скоростью.

Асинхронные двигатели на практике

Что контролирует скорость двигателя переменного тока?

В синхронных двигателях переменного тока ротор вращается с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле; в асинхронном двигателе ротор всегда вращается с меньшей скоростью, чем поле, что делает его примером так называемого асинхронного двигателя переменного тока.Теоретическая скорость ротора в асинхронном двигателе зависит от частоты источника переменного тока и количества катушек, составляющих статор, и при отсутствии нагрузки на двигатель приближается к скорости вращающегося магнитного поля. На практике нагрузка на двигатель (независимо от того, что он ведет) также играет роль, замедляя ротор. Чем больше нагрузка, тем больше «пробуксовка» между скоростью вращающегося магнитного поля и реальной скоростью ротора. Чтобы контролировать скорость двигателя переменного тока (чтобы он работал быстрее или медленнее), вам необходимо увеличить или уменьшить частоту источника переменного тока, используя так называемый
частотно-регулируемый привод.Поэтому, когда вы регулируете скорость чего-то вроде заводской машины, питаемой от асинхронного двигателя переменного тока, вы на самом деле управляете цепью, которая изменяет частоту тока, приводящего двигатель в движение, вверх или вниз.

Что такое «фаза» двигателя переменного тока?

Нам не обязательно приводить в движение ротор с четырьмя катушками (двумя противоположными парами), как показано здесь. Можно построить асинхронные двигатели с любым другим расположением катушек. Чем больше у вас катушек, тем плавнее будет работать мотор. Количество отдельных электрических токов, возбуждающих питание катушек независимо, вне шага, известно как фаза двигателя, поэтому конструкция, показанная выше, представляет собой двухфазный двигатель (с двумя токами, питающими четыре катушки, которые работают не в шаге в двух парах. ). В трехфазном двигателе мы могли бы иметь три катушки, расположенные вокруг статора в виде треугольника, шесть равномерно расположенных катушек (три пары) или даже 12 катушек (три набора по четыре катушки) с одной, двумя или четырьмя катушками. включается и выключается одновременно тремя отдельными противофазными токами.

Анимация: Трехфазный двигатель, питаемый тремя токами (обозначенными красным, зеленым и
синие пары катушек), сдвиг по фазе на 120 °.

Преимущества и недостатки асинхронных двигателей

Преимущества

Самым большим преимуществом асинхронных двигателей переменного тока является их простота. У них есть только одна движущаяся часть,
ротор, что делает их недорогими, тихими, долговечными и относительно безотказными. ОКРУГ КОЛУМБИЯ
двигатели, напротив, имеют коллектор и угольные щетки, которые изнашиваются
выходят и требуют замены время от времени.Трение между щетками и
Коммутатор также делает двигатели постоянного тока относительно шумными (а иногда даже довольно вонючими).

Произведение искусства: Электродвигатели чрезвычайно эффективны, обычно преобразуют около 85 процентов поступающей электроэнергии в полезную исходящую механическую работу. Тем не менее, довольно много энергии теряется в виде тепла внутри обмоток, поэтому двигатели могут сильно нагреваться. Большинство двигателей переменного тока промышленной мощности имеют встроенные системы охлаждения.Внутри корпуса находится вентилятор, прикрепленный к валу ротора (на противоположном конце оси, который приводит в движение любую машину, к которой прикреплен двигатель), показанный здесь красным. Вентилятор всасывает воздух в двигатель, обдувая его снаружи корпуса мимо ребер вентиляции. Если вы когда-нибудь задумывались, почему электродвигатели имеют эти выступы снаружи (как вы можете видеть на верхнем фото на этой странице), причина в том, что они охлаждают двигатель.

Недостатки

Поскольку скорость асинхронного двигателя зависит от частоты переменного тока, приводящего в действие, он вращается со скоростью
постоянная скорость, если вы не используете частотно-регулируемый привод; Скорость двигателей постоянного тока намного проще контролировать, просто повышая или понижая напряжение питания.Хотя асинхронные двигатели относительно просты, они могут быть довольно тяжелыми и громоздкими из-за их катушечной обмотки. В отличие от двигателей постоянного тока, они не могут работать от батарей или любого другого источника постоянного тока (например, солнечных батарей) без использования инвертора (устройства, которое преобразует постоянный ток в переменный). Это потому, что им нужно изменяющееся магнитное поле, чтобы вращать ротор.

Кто изобрел асинхронный двигатель?

Изображение: оригинальный дизайн Николы Теслы для асинхронного двигателя переменного тока. Он работает точно так же, как и на анимации выше, с двумя синими и двумя красными катушками, которые поочередно возбуждаются генератором справа. Это произведение взято из оригинального патента Tesla, депонированного в Бюро по патентам и товарным знакам США, с которым вы можете ознакомиться в приведенных ниже ссылках.

Никола Тесла (1856–1943) был физиком.
и плодовитый изобретатель, чей огромный вклад в науку и технику
никогда не были полностью признаны. Приехав в Соединенные Штаты в возрасте 28 лет, он начал
работал на известного пионера электротехники Томаса Эдисона. Но двое мужчин выпали
катастрофически и вскоре стали непримиримыми соперниками.Тесла твердо верил
что переменный ток (AC) намного превосходил постоянный ток (DC),
в то время как Эдисон думал обратное. Со своим партнером Джорджем
Westinghouse, Tesla отстаивал AC, а Эдисон был
полон решимости управлять миром на DC и придумал всевозможные
рекламные трюки, чтобы доказать, что кондиционер слишком опасен для широкого использования
(изобретая электрический стул, чтобы доказать, что переменный ток может быть смертельным, и
даже ударил током слона Топси переменным током, чтобы показать, насколько это было смертельно опасно и жестоко). Битва между этими двумя
совершенно разные взгляды на электроэнергию иногда называют Войной течений.

Несмотря на лучшие (или худшие) усилия Эдисона, Tesla победила, и теперь электричество переменного тока питает большую часть
мира. Во многом именно поэтому многие электродвигатели, которые
приводить в действие бытовую технику в наших домах, фабриках и офисах переменного тока
асинхронные двигатели, работающие от вращающихся магнитных полей, которые Никола
Тесла спроектировал его в 1880-х годах (его патент, показанный здесь, был выдан в мае 1888 года). Итальянский физик по имени
Галилео Феррарис независимо друг от друга высказал ту же идею примерно в то же время, но история обошлась с ним еще более жестоко, чем
Тесла и его имя теперь почти забыты.

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

Книги

Для читателей постарше

Для младших читателей

• Электроэнергия для молодых людей: забавные и простые проекты «Сделай сам» Марка де Винка. Maker Media / O’Reilly, 2017. Отличное практическое введение в электричество, в том числе несколько занятий по созданию электродвигателей с нуля. Возраст 9–12 лет.
• Эксперименты с электродвигателем Эда Соби.Enslow, 2011. Это отличное общее введение в электродвигатели с большим научным и технологическим контекстом. Однако из очевидных практических соображений и соображений безопасности он ориентирован только на проекты двигателей постоянного тока и лучше всего подходит для детей в возрасте от 11 до 14 лет.
• Сила и энергия Криса Вудфорда. Факты в файле, 2004. Одна из моих книг, рассказывающих об усилиях человека по использованию энергии с древних времен до наших дней. Возраст 10+.
• Никола Тесла: Разработчик электроэнергии Крис Вудфорд, в изобретателях и изобретениях, том 5.Нью-Йорк: Маршалл Кавендиш, 2008. Краткая биография Tesla, которую я написал несколько лет назад. На момент написания все это было доступно в Интернете по этой ссылке Google Книги. Возраст 9–12 лет.

Патенты

Patents предлагает более глубокие технические детали и собственные идеи изобретателя о своей работе. Вот очень небольшая подборка многих патентов США, касающихся асинхронных двигателей.

• Патент США 381968: Электромагнитный двигатель Николы Тесла, 1 мая 1888 г.Патент на оригинальный асинхронный двигатель переменного тока.
• Патент США 2 959 721: Многофазные асинхронные двигатели Томаса Бартона и др., Lancashire Dynamo & Crypto Ltd, 8 ноября 1960 г. Асинхронный двигатель с улучшенным контролем скорости.
• Патент США 4311932: Жидкостное охлаждение для асинхронных двигателей, Рэймонд Н. Олсон, Sundstrand Corporation, 19 января 1982 г. Эффективный метод жидкостного охлаждения двигателя без чрезмерного гидравлического сопротивления вращающимся компонентам.
• Патент США 5,751,082: Асинхронный двигатель с высоким пусковым моментом от Umesh C.Gupta, Vickers, Inc. 12 мая 1998 г. Современный двигатель с высоким начальным крутящим моментом.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2012, 2020.Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2012/2020) Асинхронные двигатели. Получено с https://www.explainthatstuff.com/induction-motors.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте.

..

Мой самодельный электрогенератор (Сделай сам)

Мой самодельный электрогенератор (Сделай сам)

Exavier’s
Проекты

Хотя я изучаю прикладную
Экономика, искренне интересуюсь механикой и электричеством. В моем запасе
время я пытаюсь проектировать, а иногда даже строить вещи, из которых
рисунки.Потому что это моя страсть, и я могу представить, что есть такие, как
Я сделал этот сайт, чтобы давать предложения и техническую информацию. Этот
информацию не всегда легко найти.

Фото
Галерея

Ссылки

экзавьер
мои проекты
на telenet.be

_____________________________________________________________________________________________________________

Мой
самодельный генератор «Generax 1500»

(не
еще не закончено)

Однажды
Я купил бензиновый двигатель от старой газонокосилки на Ибазаре (теперь Ebay), потому что я
хотел узнать, как работает четырехтактный двигатель. Разобрал, почистил
все, поставил новые уплотнители и наконец все снова собрал. Но
она не заводилась. После того, как снова взял мои инструменты и положил их
вместе во второй раз, примерно через две недели, она снова издала свой старый звук. Это
я впервые увидел, как она крутится, и она отлично справилась!

Имея
сделал все это, подумал я, а почему бы мне не построить что-нибудь полезное с этим
кусок красивой техники? Сначала у меня возникла идея сделать мощный
водяной насос с ней, но так как я не мог найти подходящие запчасти, я поменял свой
ума и решил построить самодельный электрогенератор.

Для изготовления электрогенератора я
начал с того двигателя, который у меня уже был. Это Briggs & Stratton 3,5 л.с.
с вертикальным валом диаметром 7/8 дюйма (22,22 мм). Серийный номер: Модель 92908
Тип 1282-01 Код 82021605 (двигатель с 1982 года!)

Теперь у меня был двигатель, я сделал чертеж
шасси и хочу в местную компанию с ним. Они сделали его из стали толщиной 4 мм.
для меня, так что он определенно будет достаточно силен, чтобы сопротивляться
механическая мощность моего самодельного электрогенератора.Отверстие под вал двигателя и масло
резервуар они сделали резаком. Отверстие для вала генератора я
собираюсь сделать сам. Я оседлал
двигатель первый раз.

Следующим шагом стал генератор. Я получил
промышленная трехфазная (см. техническую информацию далее) электрическая индукционная
мотор для
свободный. Мне сказали, что их легко превратить в электрический генератор, просто
поворотом оси и подключением конденсаторов переменного тока (переменного тока) в
параллельно.Я намерен переделать трехфазный генератор / генератор
вывод в однофазный, пригодный для домашнего использования. Я вернусь к этому
когда описываю электрическую часть. Сначала асинхронный двигатель имел поврежденный серый цвет.
но я покрасил его в темно-синий цвет.

Характеристики асинхронного двигателя (согласно
паспортная табличка двигателя):
Производитель: Mez motoren; Фаза: 3 ~; Мощность: 1,5 кВт / 2 л. с. Частота: 50 Гц;
Г / Д
380/220 В; Об / мин: 1410; Cos j: 0,82; Текущее: 3.5 / 6,2 А; IP44.

Щелкните здесь

для таблицы данных производителя.

Потому что я почувствовал потребность
сварные соединения (для крепления вертикального монтажного кронштейна самодельного генератора к
шасси), а сварщика у меня не было, решил начать с чего-то другого,
Терминал. Терминал предусматривает главный выключатель, контрольные лампы для первичной и вторичной
Напряжение
(до и после переключения) и
конечно розетка переменного тока.Внутри есть два конденсатора (проводка C-2C), предохранитель (идеально подойдет дифференциальный выключатель + заземление) и все провода.
со своими разъемами. Клеммная пластина изготовлена ​​из матовой нержавеющей стали, которую я вырезал.
извлекать (ручной пилой!) из другого куска.

В ожидании сварки я
уже началось с некоторых расчетов передаточного отношения шкивов (щелкните
здесь
за . xls файл). После некоторых исследований я предположил, что мой бензиновый двигатель крутится на
3600 выстрелов в минуту на полном газу. В Excel я сделал несколько расчетов и
заказал два шкива диаметром 67 и 140 мм (SPA, чугун, втулка 1108 и
1610 г.). Тем не менее, позже я нашел веб-сайт, на котором говорилось, что косилка с вертикальной осью
двигатели вращаются со скоростью 0,80 об / мин по сравнению с двигателями горизонтальных косилок. В
Кроме того, из-за трансмиссии теряется 10% мощности. Со всем этим взято
во внимание надеюсь, что мой самодельный генератор будет иметь обороты не менее 1550.В противном случае мне придется покупать новый шкив мотора чуть большего диаметра.
или попробуйте разогнать двигатель косилки.

Вал мотора имеет американские размеры.
(7/8 дюйма в диаметре), и я подумал, что 22 мм подойдет. Когда я попробовал
Чтобы прикрепить шкив, было ясно, что эти 0,225 мм ДЕЙСТВИТЕЛЬНО имеют значение. Итак, мне пришлось отрегулировать шкив двигателя на
сверло от 22 мм до 22,225 мм (7/8 дюйма) с точильным камнем на моей электродрели
(третье фото). Это далеко от идеала, и я надеюсь, что это сработает. Токарный станок
было бы лучшим решением, если бы, конечно, он у меня был.

В контейнерном парке я заметил старую
трехколесный велосипед. Так как я отчаянно искал дешевые качественные диски, это открытие
было действительно облегчением. я сразу же установил колеса под деревянную
тележка.

Только что заказал книгу «Моторы.
в качестве генераторов для микрогидроэнергетики »г.
Найджел Смит.Кто-нибудь
посоветовал мне эту книгу, потому что автор подробно объясняет, как электрический
проводка генератора должна быть сделана.

Состав: выбор электродвигателя,
эффективность, преимущества и недостатки индукционных генераторов по сравнению с другими типами
генератор, требования к конденсаторам, напряжение и частота, соображения нагрузки,
преобразование 3 фазы в 1 фазу, запуск двигателя

Как упоминал мой самодельный генератор
еще не закончен. Я надеюсь, что то, что я уже сделал, будет работать вместе в
удачный способ.

Моя основная забота — отрегулированные
шкив двигателя и передаточное число шкива. Мне также нужно найти кого-нибудь, кто умеет сваривать
мне.

Посмотрим …

_____________________________________________________________________________________________________________

1.Генератор

…

Единственное, что я решил — производить электричество, но как? Чем больше читаю
об этом, тем больше проблем возникало.

• Одна возможность
  для использовать
  автомобильный генератор , но тогда у вас будет 13,8 В постоянного тока.

  Несмотря на то что
  можно преобразовать этот постоянный ток (DC) в 230 В
  или 115 В переменного тока с инвертором

  ,
  это
  — достаточно дорогое и некачественное решение (зависит от вашего бюджета). Инверторы мощностью более 500 Вт стоят дорого. кликните сюда
  схемы этой установки.

• Другой
  возможность использовать электродвигатель для генерации вашего напряжения. Мотор может быть
  используется наоборот как электрогенератор! Генерируемое напряжение
  зависит от номинального напряжения двигателя (теперь генератора).

  Электродвигатели бывают разных типов. Для начала есть AC и DC.
  моторы. В классе переменного тока есть Induction и Universal
  моторы .

Что
Я так и сделал был второй вариант , при этом он был лучшим и тем менее
дорогой. Лучшее, потому что эта установка создает чистый синус
волна,
и
нет квадрата
волна
как обычный инвертор.Самый дешевый
Кстати, потому что я получил старый промышленный трехфазный асинхронный двигатель бесплатно от компании, у которой по стечению обстоятельств их было много, и я хотел их привезти.
за
переработка отходов.

(Я даже мог выбрать из 100!)

Там
два типа индукционных генераторов (двигателей) (также называемых
асинхронный
двигатели или с короткозамкнутым ротором ).
Как правило, эти двигатели предназначены для применения в приложениях 1 фаза или 3 фазы .Первый тип — это мотор для домашнего использования,
а второй — для промышленного использования (одинаковая нагрузка в киловаттах делится на три кабеля, поэтому каждый
кабель имеет меньший ток и не перегревается). В своем генераторе я использовал промышленный тип.
потому что я получил это и был счастлив, что нашел что-то.

От
то, что я слышал, могу сделать вывод, что трехфазный индукционный генератор более эффективен, чем однофазный
генератор.

Другой
Тип двигателя переменного тока — синхронный двигатель / генератор . Этот мотор
реже, и я предполагаю, что вам нужно использовать свои знания силовой электроники, чтобы
заставить эти двигатели генерировать. Это тип автомобильного генератора. Есть обмотки
в роторе, статоре и статоре дает переменную мощность ротору для определения
правильное напряжение статора (при работе генератора). Все генераторы коммерческие
используйте этот тип. Можно найти человека, который может заставить эти двигатели генерировать
здесь.

А
Третий тип электродвигателя, называемый универсальным двигателем , менее полезен. Это моторы в
мелкая бытовая техника, такая как сверлильные станки, вентиляторы пылесосов, а также генераторы .
Они работают как на постоянном, так и на переменном токе. Так что не используйте это
или же
это
но

это.
Я предполагаю, что эти моторы можно использовать как электрогенераторы, но тогда вам нужно
иметь знания в области электроники.Эти двигатели обычно имеют обмотки
в их статоре И роторе, и, следовательно, НИКАКОЙ беличьей клетки (см. последний
рисунок выше).

Это
интернет сайт
дает
информация обо всех видах электродвигателей.

Как
как вы уже могли видеть, я использовал асинхронный двигатель для выработки энергии.
Я сейчас пойду дальше.

I
сказал, что я использовал промышленный «трехфазный» асинхронный двигатель в качестве
генератор.Что я тоже сказал
заключается в том, что мощность делится на три провода, чтобы предотвратить перегрев. Вы могли
ошибочно предполагают, что эти выводы соединены параллельно. Нет, реальность больше
сложно. Фактически, эти три провода переменного тока имеют «фазовый сдвиг»
120 (360/3), поэтому подключение этих выводов может привести к короткому замыканию. Если
если вы хотите узнать об этом больше, нажмите здесь.

В
промышленный (3-фазный) асинхронный генератор / двигатель, вы можете сделать два возможных подключения проводки, треугольник (∆) и
Уай (Y).

Если
мы начинаем с точки зрения генератора, две возможности подключения создают
разные сопротивления. Эти сопротивления приносят разные напряжения с
их.

Пожалуйста
замечание
что трехфазный асинхронный двигатель имеет три вывода (возможно, с четвертым,
«нейтраль»), по сравнению с асинхронным двигателем домашнего использования, который имеет только два (одна фаза
+ нейтральный). Я вернусь к этому позже.

• При подключении
  в Delta каждая из трех катушек изначально рассчитана на
  220 В (= старое сетевое напряжение, новое 230 В в Бельгии), поэтому при использовании в качестве электрического
  генератор, катушка тоже будет подавать 220В.

  Потому что напряжение между ними
  два из трех выводов ниже в Delta при той же мощности (в
  Ватт) ток будет выше, чем в Уай. (P = U x I)

• При подключении
  в Уай, как видно выше, каждый из трех проводов представляет собой комбинацию
  две катушки. А

  специальная формула
  действительно заявляет, что катушка n1 займет
  220В и катушка n2 160В. 220В
  + 160 В = 380 В

Та же концепция
для звезда : напряжение
выше и текущий ниже .

Все
эту информацию можно увидеть на заводской табличке
электродвигателя.

Кроме того
сколько ватт, мощность также будет указана в лошадиных силах (л.с.)

Нажмите

Вот копия с объяснением, которую мне дал парень.

Примечание:
Для некоторых промышленных электродвигателей каждая из трех опор
будет состоять из более чем одной катушки. Затем терминалы нумеруются.
от 1 до 9 или 12
вместо 1, 2, 3.

2.
Коробка передач
…

Если
вы хотите производить электричество, вам необходимо подключить индукционный генератор к
бензиновый или дизельный двигатель (или что-то более экологичное, например, ветер или
водяная турбина).

Вы
также можно подключить другой электродвигатель (от 12 В, 24 В до 230 В) к индукционной
генератор,
например если имеется только батарея на 12 В постоянного тока и вам нужно 120/230 В переменного тока.

Там
Есть несколько вариантов соединения между этими двумя основными частями.

Обороты приводного двигателя будут такими же, как
индукционного генератора (или генератора другого типа).

• Ремень стяжной.
  В этой настройке вам понадобятся шкивы.
  Эти шкивы
  варьироваться по внешнему диаметру
  так что вы можете рассчитать соотношение (я вернусь к этому в Двигатель ).
  Два шкива соединены с
  ремень.
  Там
  всегда есть потери из-за проскальзывания шкива и ремня. Они разные
  виды ремня.Недавно СПА или

  Ремни и шкивы SPB заменяют старые A или B. У новых есть
  лучшее сцепление и, следовательно, меньше потерь. Также следует обратить внимание на внутренний диаметр (вала) шкивов.
  Большинство двигателей (американского производства!) Имеют вал дюймовой системы.
  (1/2 «, 7/8») и, следовательно, для двигателя вам понадобятся шкивы с
  диаметр в дюймовой системе. Для двигателя это зависит от страны, в которой
  ты живешь.

я
изготовил самодельный генератор по второму варианту , с клиноременной муфтой.

Пока
собирая информацию, конечно, я нашел сайты, где можно купить трансмиссию
части.

Эпицентр
;
Mfgsupply ;
Robocombat ;
Феникс-производитель . Также
в местных магазинах косилок / электродвигателей можно найти запчасти.

Примечание:
Очень важно установить надлежащую защиту ремня / цепи.Движущиеся части очень опасны для ваших рук и детей!

3.
Двигатель

…

Единственный ключевой компонент, которого все еще не хватает, — это источник питания. Как я уже сказал, это может
быть всем, что

имеет
ось.Для электрогенераторов обычно используют 4-тактный бензиновый или дизельный двигатель.
двигатель, как и я.

самые известные бренды — Briggs & Stratton,
Honda
и
Текумсе.

На последнем я считаю самые лучшие и самые долговечные двигатели.

Важно
выбрать двигатель
который достаточно мощный, чтобы приводить в действие самодельный генератор. Дело в том, что если нагрузка
применительно к генератору, двигатель должен работать больше, чтобы приводить в действие генератор.Чтобы сделать двигатель сильнее, нужно создать хорошее передаточное число.
при этом двигатель вращается быстрее, чем генератор (генератор). Обычный бензин
обороты двигателя 1800 об / мин на холостом ходу и 3400-3600 об / мин на полном газу.

Мой
соотношение 2,09: 1

Кому
убедитесь, что лучше всего умножить мощность двигателя на 746, а затем на 0,50.

Пусть
мне объяснить.Теоретически лошадиные силы
равно
примерно 740 Вт. Так что вы можете возразить, что подключать
электрогенератор мощностью 2590 Вт для двигателя Briggs & Stratton мощностью 3,5 л. с.
На практике это совсем не работает. Если вы попробуете эту настройку, вы увидите, что
двигатель глохнет, обороты будут идти в свободном падении. Это происходит потому, что
ни бензиновый двигатель, ни индукционный генератор не имеют 100%
эффективность. Общая эффективность 50% пока кажется мне разумной.

Примечание:
При настройке каждой части
электрический
генератор на месте, вы должны быть осторожны, чтобы не ставить топливный бак слишком близко
к выхлопной трубе. Вы поймете, что это может создать опасный
ситуация.

4.
Электрическая система

…

Ранее я упоминал об использовании одно- и трехфазных асинхронных электродвигателей в качестве
электрические генераторы.Эти два подхода требуют разного подключения. Однако каждый подход
требует использования конденсаторов . В качестве
ns8o

говорит: Емкость помогает наводить токи в проводники ротора
и заставляет его производить переменный ток. Ты
можно обойтись без конденсаторов, но тогда генератор должен быть подключен к
электрическая сеть.

Частота будет определяться скоростью источника питания, а напряжение будет
определяется емкостью конденсатора.

3 фазы

двигатели как генератор

с
такой промышленный электродвигатель у вас есть
три вывода (+ нейтраль). Это проблема, поскольку вы будете подключать однофазные домашние нагрузки.
(как лампы, электродрель, холодильник и т. д.)

к вашему самодельному генератору.

Там
Есть два способа использования промышленного двигателя в качестве электрогенератора в бытовой технике:

• Во-первых, чтобы
  
  взять питание между любыми двумя из трех проводов .

  Таким образом, двигатель можно подключать по схеме звезды или треугольника (в зависимости от
  напряжение, которое вы хотите). Это
  можно подключить, например лампу мощностью 100 Вт к электрогенератору мощностью 1500 Вт, взяв
  питание

  от двух из трех проводов (помните:
  230 Вольт в треугольнике (120 В в Америке)). Но
  если вы хотите подключить лампу мощностью 600 Вт к (одной из трех фаз) генератора мощностью 1500 Вт таким образом, она
  не будет работать. Это потому, что мощность индукционного генератора делится на три (три катушки
  группы).Можно будет 3 раза подключить пусть
  я говорю макс. 350 Вт для этого трехфазного индукционного генератора мощностью 1500 Вт.
  Если вы выберете этот метод, вам придется подключить конденсаторы.
  над обмотками двигателя.

• Метод второй
  состоит из специального способа подключения, в котором также используются конденсаторы. Этот метод изготовления
  однофазный выход (230 В) от трехфазного генератора называется методом C-2C

  (также описано в: Двигатели как генераторы для микрогидроэнергетики

  от Найджела Смита (требуются технические знания!) и использует два конденсатора.Одно значение
  C и один
  стоимостью 2С. Значения всегда измеряются в
  F (микрофарад). Катушки индукционного генератора должны быть подключены по схеме «Дельта».
  Значения конденсаторов см. В той же таблице.
  как указано выше.

Ссылка для умножения генератора
РЕАКТИВНАЯ мощность в кВт
(Киловатт) на 7,35 для C. Power
берется параллельно по соединению C.

Когда
При выборе номиналов конденсаторов важно выбирать те, которые имеют достаточную
уровень напряжения.Они могут взорваться, если этот рейтинг недооценен. За
безопасность
выбирайте конденсаторы не менее 350 В (в 1,5 раза больше номинала).

Однофазные двигатели в качестве генератора

Такой
асинхронные двигатели, возможно, найти проще, поскольку они
используются для привода водяных насосов, электрических газонокосилок и стиральных машин.
Однако этот вид индукционных генераторов (спроектированных как двигатель) также требует емкости (в
параллельно проводам двигателя) и принцип тот же.Однако они будут
потребуется больше емкости, чем потребуется трехфазным системам. Видеть
электронная таблица
вкладка ‘однофазный двигатель> однофазный генератор)’.

Дополнительный
информация,
важный!

• Конденсаторы:
  Всегда
  использовать двигатель
  запустите конденсатор с напряжением, которое в √3 раза выше, чем напряжение, которое вы хотите
  генерировать.Итак, для моей модели, которая дает как минимум 230 x 1,73 = 400 В. Также существует двигатель
  начало
  конденсаторы. Не используйте их. Они взорвутся, если на них будет воздействовать ток.
  постоянно.

• об / мин:
  Чтобы начать генерацию, необходимо
  управляйте двигателем как генератором с частотой вращения немного (+ -6%) выше паспортной. Мой мотор
  должно быть + — 1500 об / мин вместо номинальной скорости 1410
  об / мин.Таким образом, напряжение будет в 1,06 раза больше, чем напряжение, указанное на паспортной табличке. Мой
  будет 235 Вольт, что вполне нормально (при приложении нагрузки напряжение будет
  уронить).

  Слишком сильное падение напряжения может повредить
  ваши компоненты, потому что ток будет расти. Может пригодиться установка предохранителя.
  Чтобы немного сберечь напряжение, вы можете рассчитать соотношение таким образом, чтобы напряжение
  будет например 270 Вольт на полном газу. Нецелесообразно запускать электрогенератор при
  это напряжение как на подшипниках, так и на конденсаторах (слишком высокое напряжение: опасность
  взрыв) не выдержит.

Потребуется ручное управление.

Хотя ручное управление
просто хорошо, там
существует также электронное управление напряжением / частотой.

Просто найдите индукционный генератор
контроллер (IGC) в Google или
Yahoo.

• Маховик двигателя:
  маховик бензинового двигателя нужен, чтобы двигатель оставался на скорости.Он должен
  быть тяжелым, в чугуне. В некоторых двигателях газонокосилок (с вертикальным валом) это
  маховик выполнен из легкого алюминия, вес переносится винтом
  лезвие.
  Если вы используете такой двигатель, как я, используйте тяжелые (чугунные) шкивы или
  установить новый чугунный маховик.

• Шкивы:
  Убедитесь, что вы приобрели
  ведущий шкив, имеющий
  шпоночный паз.Бездельник
  шкив не будет работать в
  самодельный генератор потому что они делают
  не передают мощность от оси на ремень, они просто катятся.

• Запуск
  самодельный генератор: При запуске бензинового двигателя
  магнитное поле внутри генератора должно постепенно нарастать. Поэтому это
  необходимо приложить нагрузки после того, как частота вращения генератора превышает паспортную.То же самое и для выключения самодельного генератора: сначала необходимо переключить нагрузки! В качестве
  как видите, переключатель может пригодиться (ставить после конденсаторов!).

Если вы
Если у вас есть вопросы или предложения, напишите мне на myprojects@telenet. be

___________________________________________________________________________

Фото
Галерея

Ссылки

Как использовать трехфазный асинхронный двигатель в качестве генератора

Иногда надежная энергия ветра может питать сеть через двигатель в качестве генератора.

Step 1

Обратите внимание на информацию на паспортной табличке трехфазного асинхронного двигателя, включая напряжение, номинальную мощность и частоту вращения (оборотов в минуту). Эта информация поможет вам правильно подобрать двигатель к внешнему двигателю или источнику питания, что позволит двигателю работать как генератор.

Шаг 2

Подключите L1, L2 и L3 двигателя (и выводы заземления) к трем 208-вольтовым трехфазным выводам питания и заземлению, как если бы это был двигатель.Используйте трехфазный выключатель двигателя с жестким контактом, кроме главного выключателя, который позволит вам при необходимости отключить двигатель от электросети.

Шаг 3

Разделите нормальную скорость бензинового двигателя в об / мин на заявленную скорость двигателя. Большинство бензиновых двигателей (силового типа) работают со скоростью 3600 об / мин. Если асинхронный двигатель вращается со скоростью 3600 об / мин, соотношение составляет 1: 1, поэтому используйте шкивы с одинаковым шагом диаметра как на бензиновом, так и на трехфазном двигателе для передачи движущей силы на двигатель.Это позволит бензиновому двигателю лишь слегка перегрузить двигатель, чтобы фактически производить электричество. Если трехфазный двигатель рассчитан на 1800 об / мин, вы должны вдвое уменьшить размер шкива на двигателе, чтобы он мог приводить в движение более медленный двигатель в диапазоне 1800 об / мин.

Шаг 4

Установите двигатель на одной линии с двигателем на прочном основании в правильном направлении, чтобы они вращались вместе в соответствии с требуемым направлением вращения двигателя. Также установите холостой шкив, позволяющий разъединить двигатель и двигатель для запуска.

Шаг 5

Запустите бензиновый двигатель. Включите трехфазный асинхронный двигатель с помощью пускового выключателя. После прогрева отрегулируйте бензиновый двигатель до полной скорости, при которой его регулятор будет поддерживать 3600 об / мин. Зацепите приводной ремень с помощью рычага включения натяжного ролика. Слегка увеличьте скорость бензинового двигателя примерно до 3650 об / мин, после чего двигатель будет производить электричество, а не потреблять его. Это приведет к замедлению работы измерителя потребляемой мощности на объекте, так как трехфазная мощность будет фактически течь к другим моторизованным потребителям электроэнергии на объекте.Энергокомпания видит эту ситуацию так, будто на объекте работает меньше оборудования.

Дополнительной особенностью асинхронного двигателя в этом приложении является то, что он по сути остается точно в фазе с частотой вращения педалей 60 циклов в секунду, установленной энергетической компанией.

Интернет-курсов PDH.

PDH для профессиональных инженеров. PDH Engineering.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов. «

Рассел Бейли, П.E.

Нью-Йорк

«Он укрепил мои текущие знания и научил меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании веб-сайт. Хорошо организованный. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей компании

имя другим на работе «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком с

с подробной информацией о Канзасе

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал «

Jesus Sierra, P. E.

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент, оставивший отзыв на курс

материалов до оплаты и

получает викторину «

Arvin Swanger, P.E.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «.

Mehdi Rahimi, P.E.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее визуальное представление

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании какой-то неясной секции

законов, которые не применяются

до «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор

организация.

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

доступно и просто

использовать. Большое спасибо. «

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает напечатанный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Очень полезен документ» Общие ошибки ADA при проектировании оборудования «.

тест потребовал исследований в

документ но ответы были

в наличии «

Гарольд Катлер, П. Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за то, что у вас есть широкий выбор.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, P.E.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

приходится путешествовать. «

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время искать, где

получить мои кредиты от.

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

легче поглотить все

теорий. «

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утра

метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад помочь финансово

на ваш промо-адрес который

пониженная цена

на 40%.

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

кодов и Нью-Мексико

правил. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительных

сертификация. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P. E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материалы были краткими и

хорошо организовано.

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефону».

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Building курс и

очень рекомендую . «

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлены. «

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загрузить учебные материалы по номеру

.

обзор где угодно и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полное

и исчерпывающий ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили курс

поможет по моей линии

работ.»

Рики Хефлин, P.E.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, P.E.

Монтана

«Легко выполнить. Никакой путаницы при прохождении теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличное освежение ».

Luan Mane, P. E.

Conneticut

«Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

вернись, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы я мог позвонить по номеру

.

успешно завершено

курс.»

Ира Бродский, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материалы для изучения, а затем вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график «

Майкл Гладд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Dennis Fundzak, P.E.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат. Спасибо за изготовление

процесс простой ».

Fred Schaejbe, P.E.

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил

один час PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея для оплаты

материал . «

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, которому требуется

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

сертификат. «

Марлен Делейни, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по телефону

.

много различных технических областей за пределами

по своей специализации без

надо ехать. «

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Зачем использовать преобразователь частоты вместе с электродвигателем? — Леонардо Энергия

Стефан Фассбиндер (DKI)

Электродвигатель и электрогенератор — это в основном одно и то же .

В принципе, любой электродвигатель также может вырабатывать электричество. Электроприводы намного опережают двигатели внутреннего сгорания, поскольку, к сожалению, автомобильный двигатель, который всасывает выхлопные газы во время торможения и спусков и преобразует их в топливо и свежий воздух, все еще не готов.Электродвигатель может обеспечить это, хотя в течение первого столетия его использования его использование в значительной степени затруднялось двумя основными недостатками:

• Электромотор не имеет педали акселератора.
• Розетка не имеет «водопроводного крана».

Когда электродвигатель работает, он генерирует напряжение с полярностью, противоположной питающему напряжению .

Следовательно, ток чрезмерно высокий при первом включении, когда двигатель еще не работает.Для больших двигателей необходимо принять меры предосторожности, чтобы не повредить их и не сгореть предохранители. По мере увеличения скорости двигателя это индуцированное напряжение увеличивается. Фактически, при превышении скорости, при которой приложенное напряжение и напряжение сети равны, двигатель будет генерировать более высокое напряжение, чем напряжение в линии. Ток будет течь в обратном направлении, и двигатель изменил свою функцию на генератор.

Это хорошо, так как предлагает отличные преимущества в области энергоэффективности , особенно для кранов, лифтов и т. Д.которые фактически становятся электростанциями при движении вниз. Что не так хорошо, так это то, что линия всегда имеет примерно одинаковое напряжение, но по отношению к другим нагрузкам, например огни, это должно быть так. Следовательно, положения должны быть предусмотрены снова, если скорость двигателя должна измениться . Раньше это было обременительной задачей. Приходилось использовать трансформаторы с несколькими ответвлениями, например, в локомотивах, но это было громоздкое и дорогое решение, или ограничивать ток резисторами, например, в трамваях, что было неэффективным решением.

А с двигателями переменного тока, однофазными или трехфазными, все становится еще сложнее. Принцип электродвигателя всегда заключается в создании вращательного движения за счет притяжения и отталкивания магнитных сил. В строгих терминах физики электродвигатели даже не существуют, но все они должны быть названы магнитными двигателями с точки зрения пуриста: электрический магнит притягивает другой — также электрический или постоянный — магнит, пока он не подойдет как можно ближе как может быть.Затем полярность тока в (одном из) электромагнита (-ов) инвертируется, и сила притяжения инвертируется в силу отталкивания. Механическая конструкция двигателя устроена так, чтобы допускать такое движение только по кругу, потому что требуется вращательное движение. Двигатели переменного тока могут быть построены проще, чем двигатели постоянного тока, потому что периодическая смена полярности происходит в любом случае и не должна генерироваться внутри машины.

Но становится очевидным, что изменение скорости вращения затруднено для двигателей постоянного тока , поскольку оно в значительной степени зависит от питающего напряжения, которое приблизительно стабильно, и невозможно для двигателей переменного тока, скорость которых строго совпадает с частотой сеть, которая с технической точки зрения полностью стабильна.

Теперь любой тип электродвигателя должен быть спроектирован таким образом, чтобы при желаемой (номинальной) скорости напряжение, генерируемое в двигателе, было примерно таким же, как приложенное (номинальное) рабочее напряжение. В двигателях постоянного тока индуцированное напряжение должно быть несколько ниже, чем в линии. При нагрузке двигатель постоянного тока немного теряет скорость, что приводит к дальнейшему падению наведенного напряжения и, следовательно, к большей разнице в линейном напряжении и более высокому входному току, соответствующему более высокой нагрузке. Таким образом, он адаптируется (более или менее) по своей природе к различной нагрузке.

Это преимущество перед двигателем внутреннего сгорания и одно из существенных отличий в рабочих характеристиках, которые будут обсуждаться здесь. Представьте, что вы отключили двигатель автомобиля и положили кирпич на педаль акселератора. Вы не должны этого делать. Электродвигатель, однако, не будет возражать, если он будет работать на полном напряжении без нагрузки — за исключением, возможно, одного конкретного типа — последовательно соединенной коллекторной машины. Большие блоки могут фактически быть разрушены центробежными силами, когда они питаются полным напряжением и без нагрузки.Небольшие единицы, например, используемые в кухонной технике и e. грамм. для стеклоочистителя в автомобиле иметь достаточные потери на трение, чтобы предотвратить это. Но при приложенном фиксированном питающем напряжении определенная скорость всегда будет связана с фиксированной выходной и входной мощностью. Поскольку нет простой и понятной вещи, такой как водопроводный кран на кухне и в ванной, который можно было бы подключить к розетке, чтобы обеспечить контроль потока электроэнергии, регулирование мощности и / или скорости электродвигателя было сложная задача еще до изобретения силовой электроники.

В большей степени это относится к двигателям переменного тока. Скорость синхронной машины абсолютно стабильна, будь то машина, используемая в качестве двигателя или генератора. Что ж, он действительно немного теряет скорость в течение очень ограниченного времени, когда, например, он переключается с нейтрального режима на двигатель, как раз до тех пор, пока фазовый угол между электрической фазой и положением ротора больше не будет «синфазным». . После этого короткого периода перехода скорость двигателя и частота сети снова будут синхронизированы.Можно представить себе этот процесс так:

Когда машина работает без нагрузки, генерируемое ею переменное напряжение высокое при высоком линейном напряжении и низкое при низком сетевом напряжении. Они находятся в фазе друг с другом, поэтому ток практически не течет в обоих направлениях (грубо говоря, игнорируя аспекты реактивной мощности, специалисты подчеркнут здесь).

Поскольку электрическая мощность (а также ее мгновенные значения) рассчитывается как напряжение, умноженное на ток, изменение напряжения или тока на противоположное означает изменение знака и, следовательно, изменение направления потока энергии. Теперь, когда машина работает как двигатель, генерируемое ею переменное напряжение отстает от приложенного напряжения. Когда напряжение в сети уже достигает своего пика, оно все еще несколько ниже, поэтому ток будет течь из сети в машину; так что он действует как мотор. К тому времени, когда ток, наконец, поменяет полярность, линейное напряжение также поменяется местами, поэтому мы умножаем два раза на -1 и застреваем в работе двигателя.

Когда мы приводим вал машины в движение, чтобы машина работала как генератор, генерируемое им переменное напряжение опережает приложенное напряжение.Оно уже снова падает, когда напряжение в сети достигает пика, поэтому ток будет течь из машины в сеть. К тому времени, когда ток поменяет полярность… и так далее.

Теперь все становится сложно, когда мы переходим к обсуждению наиболее широко используемой электрической машины , асинхронного двигателя , поскольку процессы, которые ее приводят в действие, трудно представить в иллюстративной форме. У него есть электромагниты с обеих сторон, в статоре и в роторе. Обмотки ротора закорочены и действуют как вторичные обмотки трансформатора.Магнитное поле, вращающееся в статоре, индуцирует ток в закороченных обмотках ротора, который затем создает собственное магнитное поле. Как и в синхронной машине, полюса полей статора, управляемые частотой сети, бегают по кругу и, так сказать, преследуют полюса поля ротора перед собой. Итак, ротор начинает вращаться. Асинхронный двигатель всегда будет вращаться немного медленнее, чем магнитные полюса статора. Эта небольшая разница, скольжение, необходима для поддержания тока в обмотках ротора и, таким образом, для сохранения магнитного поля ротора.Частота скольжения может составлять всего 1 Гц или даже меньше в большой машине, поэтому, если в 2-полюсном асинхронном двигателе с питанием от 50 Гц полюса статора вращаются со скоростью 3000 об / мин, ротор будет вращаться со скоростью 2940 об / мин. Когда вы его увеличите, он будет действовать как генератор. При 3060 об / мин, скажем, при том же скольжении с обратным знаком выходной ток будет таким же, как и входной ток при 2940 / мин.

Вместе с двигателями постоянного тока, включая последовательно соединенные коллекторные двигатели, которые могут работать как от переменного, так и от постоянного тока, асинхронный трехфазный двигатель запускается самостоятельно, как только будет подано сетевое напряжение.Более того: это будет происходить очень резко, с в несколько раз превышающим номинальный крутящий момент и потребляемый ток, как описано выше. Это следующее отличие от двигателя внутреннего сгорания, для запуска которого требуется небольшой двигатель постоянного тока.

Синхронная машина как таковая не может запуститься одна. По этой и другим причинам он обычно используется только как генератор.

Кроме того, последовательная коммутаторная машина в принципе является машиной постоянного тока, но поскольку ее статор и ротор соединены последовательно, они оба меняют полярность при изменении тока, поэтому направление вращения остается прежним. Таким образом, он также может работать как двигатель переменного тока, но при использовании в качестве генератора он будет генерировать постоянный ток, полярность которого зависит от некоторого случайного остаточного магнетизма, если не определена специальной дополнительной катушкой.

Теперь, когда управлять мощностью и скоростью двигателя внутреннего сгорания несложно, просто уменьшая подачу топлива, что, с другой стороны, является ужасной необходимостью, в то время как электродвигатель более или менее регулирует себя, «водопроводный кран» для электричества было окончательно изобретено в семидесятых: теперь доступны инверторы, которые преобразуют переменный ток в постоянный, а постоянный снова обратно в переменный с электронными компонентами (и очень низкими дополнительными потерями) .Выход переменного тока можно регулировать как по амплитуде, так и по частоте, чтобы адаптировать его к требованиям любого двигателя в любой желаемой точке работы. Скорость и крутящий момент теперь можно контролировать независимо друг от друга. Таким образом, инвертор преодолевает практически все недостатки электродвигателя по сравнению с любым двигателем внутреннего сгорания, в то время как преимущества остаются такими же выдающимися, как и есть, включая обратную связь по мощности (инверсия потока энергии), если используется 4-квадрантный инвертор (2 направления вращения, 2 направления вращения). направления потоков энергии).

В очень простых терминах такие инверторы создают соединение между постоянным напряжением в звене постоянного тока, когда мгновенное переменное напряжение в линии выше, чем напряжение постоянного тока в звене, что позволяет потреблять энергию и отключает оба от каждого другое, когда напряжение «снаружи» ниже. Это принцип работы двигателя. Для возврата энергии в генераторном режиме инвертор, оправдывая свое название, делает обратное: подключается, когда напряжение в сети низкое, и отключается, когда оно высокое.Таким образом, энергия может идти в любую сторону, даже если линейное напряжение постоянно, а постоянное напряжение в промежуточной цепи также может поддерживаться на постоянном уровне, в зависимости от конструкции.

Другой конец, сторона двигателя силового электронного инвертора, несколько сложнее. Еще раз упрощая, принцип состоит в том, чтобы включать и выключать двигатель очень быстро, намного быстрее, чем это может сделать любой механический переключатель. Путем изменения отношения времени включения / выключения средний ток двигателя можно непрерывно изменять, даже если напряжение постоянного тока в промежуточной цепи поддерживается на постоянной амплитуде.Этот принцип намного сложнее и намного дороже, чем управление потоком воды в ванне с помощью водопроводного крана, но преимущества настолько очевидны, что этот принцип неуклонно распространяется во всем мире электрических приводов.

Инверторы также могут использоваться в сетях постоянного тока .

В то время как старые трамваи — а многие из них все еще существуют — вполне могли использовать свои двигатели для торможения, электроэнергия не могла подаваться обратно в линии, потому что напряжение, генерируемое двигателем, было, грубо говоря, немного ниже, чем напряжение. на линии, поэтому инверсия потока мощности была невозможна.Электроэнергия, генерируемая во время торможения, поглощалась резисторами и терялась в виде тепла. В настоящее время инверторы могут прерывать постоянный ток в переменный, переменный ток можно преобразовывать (чем меньше трансформатор, тем выше выбирается частота прерывания), выпрямлять обратно в постоянный ток и подавать обратно в воздушную линию.

Двигатель внутреннего сгорания имеет определенную выходную мощность, и все. Если вы попытаетесь получить немного больше крутящего момента, чем указано на паспортной табличке, вы просто заглушите двигатель.

Какая разница в поведении электродвигателя! Он также имеет определенную максимальную мощность и максимальный крутящий момент, но что он делает, если вы хотите большего? Это дает вам больше!

Скорость двигателя постоянного тока или асинхронного двигателя немного падает, в то время как в синхронном двигателе угол между приложенным и индуцированным напряжением становится немного больше. Оба приводят к более высокому потребляемому току, что обеспечивает более высокий выходной крутящий момент при примерно или точно такой же скорости, соответственно.Двигатель может предложить удвоенный номинальный крутящий момент, если вы этого захотите. В зависимости от типа конструкции и размера двигателя он может быть более чем в 5 раз выше номинального. Единственная проблема заключается в том, что это позволяет это делать только в течение ограниченного времени, потому что чрезмерный ток вызывает избыточное тепло в двигателе, и в конечном итоге двигатель перегорит. Специальные защитные выключатели двигателя, которые настраиваются в соответствии с номинальным током, прерывают ток двигателя, если номинальный ток превышается слишком долго. Лучше всего отслеживать фактическую температуру двигателя.Или использовать инвертор. Его электронное управление предлагает неограниченные возможности программирования.

Итак, начнем:

• Поскольку электродвигатель запускается самостоятельно, а многие типы даже предлагают самый высокий крутящий момент (тормозной момент) в режиме покоя, в электромобиле не требуется сцепление.
• Поскольку электродвигатель обеспечивает гораздо больший крутящий момент в течение ограниченного времени, чем при непрерывной работе, в электромобиле не требуется переключение передач, поскольку транспортным средствам всегда требуется максимальная сила тяги только в течение ограниченных периодов разгона и движения в гору.

Итак, электродвигатель — гораздо лучший и более экологичный вариант для эксплуатации автомобиля, чем двигатели внутреннего сгорания любого типа. Вместе с силовым электронным инвертором они близки к идеалу, в то время как привод внутреннего сгорания — это более или менее импровизированный способ передвижения транспортного средства, который только благодаря более чем 100-летнему опыту вместе с огромным и мощным рынком можно было оптимизировать путем: большое состояние, которое мы наблюдаем сегодня. Дальнейшего прогресса не видно.

Все, чего сейчас не хватает, так это годной батареи.В этом случае весь наземный транспорт сразу перейдет на электроприводы.