Генератор из электродвигателя своими руками: Асинхронный электродвигатель в качестве генератора

Генератор из асинхронного двигателя своими руками

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

Самодельный генератор. Все способы своими руками

Способ 1

В Интернете нашел статью о том, как переделать генератор автомобиля на генератор с постоянными магнитами. Можно ли использовать этот принцип и переделать генератор своими руками из асинхронного электродвигателя? Возможно, что будут большие потери энергии, не такое расположение катушек.

Двигатель асинхронного типа у меня на напряжение 110 вольт, обороты – 1450, 2,2 ампера, однофазный. При помощи емкостей я не берусь делать самодельный генератор, так как будут большие потери.

Предлагается пользоваться простыми двигателями по такой схеме.

Если изменять двигатель или генератор с магнитами округлой формы от динамиков, то надо их устанавливать в крабы? Крабы – это две металлические детали, стоят на якоре снаружи катушек возбуждения.

Если магниты надевать на вал, то вал будет шунтировать магнитные силовые линии. Как тогда будет возбуждение? Катушка тоже расположена на валу из металла.

Если поменять подсоединение обмоток и сделать параллельное соединение, разогнать до оборотов выше нормальных значений, то получается 70 вольт. Где взять механизм для таких оборотов? Если перематывать его на уменьшение оборотов и ниже питание, то слишком упадет мощность.

Двигатель асинхронного типа с замкнутым ротором – это железо, которое залито алюминием. Можно взять самодельный генератор от автомобиля, у которого напряжение 14 вольт, сила тока 80 ампер. Это неплохие данные. Двигатель с коллектором на переменный ток от пылесоса или стиральной машины можно применить для генератора. На статор установить подмагничивание, напряжение постоянного тока снимать со щеток. По наибольшему ЭДС поменять угол щеток. Коэффициент полезного действия стремится к нулю. Но, лучше, чем генератор синхронного типа, не изобрели.

Решил испытать самодельный генератор. Однофазный асинхронный мотор от стиралки малютки крутил дрелью. Подключил к нему емкость 4 мкФ, получилось 5 вольт 30 герц и ток 1,5 миллиампера на короткое замыкание.

Не каждый электромотор можно использовать в качестве генератора таким методом. Есть моторы со стальным ротором, имеющие малую степень намагниченности на остатке.

Необходимо знать разницу между преобразованием электрической энергии и генерацией энергии. Преобразовать 1 фазу в 3 можно несколькими способами. Один из них – это механическая энергия. Если электростанцию отсоединить от розетки, то пропадает все преобразование.

Откуда возьмется движение провода с повышением скорости, ясно. Откуда магнитное поле будет для получения ЭДС в проводе – не понятно.

Объяснить это просто. Из-за механизма магнетизма, который остался, образуется ЭДС в якоре. Возникает ток в статорной обмотке, который замкнут на емкости.

Ток возник, значит, дает усиление на электродвижущую силу на катушках роторного вала. Появившийся ток дает усиление электродвижущей силы. Электроток статорный образует электродвижущую силу намного больше. Это идет до установления равновесия статорных магнитных потоков и ротора, а также дополнительные потери.

Размер конденсаторов рассчитывают так, что на выводах напряжение достигает номинального значения. Если оно маленькое, то снижают емкость, то повышают. Были сомнения по поводу старых моторов, которые якобы не возбуждаются. После разгона ротора мотора или генератора надо ткнуть быстро в любую фазу малым количеством вольт. Все придет в нормальное состояние. Зарядить конденсатор до напряжения равному половину емкости. Включение производить выключателем с тремя полюсами. Это относится с 3-фазному мотору. Такая схема используется для генераторов вагонов пассажирского транспорта, так как у них ротор короткозамкнутый.

Способ 2

Самодельный генератор сделать можно и по-другому. Статор имеет хитрую конструкцию (имеет специальное конструкторское решение), имеется возможность регулировки напряжения выхода. Я сделал генератор своими руками такого вида на строительстве. Двигатель брал мощностью 7 кВт на 900 оборотов. Обмотку возбуждения я подключил по схеме треугольника на 220 В. Запустил его на 1600 оборотов, конденсаторы были на 3 на 120 мкФ. Включались они контактором с тремя полюсами. Генератор действовал как выпрямитель с тремя фазами. С этого выпрямителя питалась электрическая дрель с коллектором на 1000 ватт, и пила дисковая на 2200 ватт, 220 В, болгарка 2000 ватт.

Приходилось изготавливать систему мягкого пуска, другой резистор с закороченной фазой через 3 секунды.

Для моторов с коллекторами это неправильно. Если в два раза повысить вращающую частоту, то уменьшится и емкость.

Также повысится и частота. Схема емкостей отключалась в автоматическом режиме, чтобы не использовать тор реактивности, не расходовать горючее.

Во время работы надо нажать на статор контактора. Три фазы разобрал их по ненужности. Причина кроется в высоком зазоре и увеличенном рассеивании поля полюсов.

Специальные механизмы с двойной клеткой для белки и косыми глазами для белки. Все-таки я получил с моторчика стиралки 100 вольт и частоту 30 герц, лампа на 15 ватт не хочет гореть. Очень слабая мощность. Надо мотор брать сильнее, или конденсаторов больше ставить.

Под вагонами используется генератор с ротором короткозамкнутым. Его механизм приходит от редуктора и на ременную передачу. Обороты вращения 300 оборотов. Он находится как дополнительный генератор нагрузки.

Способ 3

Можно сконструировать самодельный генератор, электростанцию на бензине.

Вместо генератора использовать 3-фазный асинхронный мотор на 1,5 кВт на 900 оборотов. Электродвигатель итальянский, подключаться может треугольником и звездой. Сначала я поставил мотор на основание с мотором постоянного тока, присоединил к муфте. Стал крутить двигатель на 1100 оборотов. Появилось напряжение 250 вольт на фазах. Подключил лампочку на 1000 ватт, напряжение сразу упало до 150 вольт. Наверное, это от фазного перекоса. На каждую фазу надо включать отдельную нагрузку. Три лампочки по 300 ватт не смогут снизить напряжение до 200 вольт, теоретически. Можно конденсатор поставить больше.

Обороты двигателя надо делать больше, при нагрузке не снижать, тогда питание сети будет постоянным.

Необходима значительная мощность, автогенератор такую мощность не даст. Если перемотать большой камазовский, то с него не выйдет 220 В, так как магнитопровод будет перенасыщен. Он был сконструирован на 24 вольта.

Сегодня собирался пробовать подсоединить нагрузку через 3-фазный блок питания (выпрямитель). В гаражах свет отключили, не получилось. В городе энергетиков систематически отключают свет, поэтому надо делать источник постоянного питания электричеством. Для электросварки есть навеска, подцепляется к трактору. Для подключения электрического инструмента нужен постоянный источник напряжения на 220 В. Была мысль сконструировать самодельный генератор своими руками, и инвертор к нему, но, на аккумуляторных батареях не долго можно проработать.

Недавно включили электричество. Подключал двигатель асинхронный из Италии. Поставил его с мотором бензопилы на раму, скрутил вместе валы, поставил муфту резиновую. Катушки соединил по схеме звезды, конденсаторы треугольником, по 15 мкФ. Когда запустил моторы, то на выходе питания не получилось. Присоединял конденсатор, заряженный к фазам, напряжение появилось. Свою мощность в 1,5 кВт двигатель выдал. При этом питающее напряжение снизилось до 240 вольт, на холостых оборотах было 255 вольт. Шлифмашинка от него нормально работала на 950 ватт.

Пробовал повысить обороты двигателя, но не получается возбуждение. После контакта конденсатора с фазой напряжение возникает сразу. Буду пробовать ставить другой двигатель.

Какие конструкции систем за границей производятся для электростанций? На 1-фазных понятно, что ротор владеет обмоткой, перекоса фаз нет, потому что одна фаза. В 3-фазных имеется система, которая дает регулировку мощности при подсоединении к ней моторов с наибольшей нагрузкой. Еще можно подсоединить инвертор для сварки.

В выходные хотел сделать самодельный генератор своими руками с подключением асинхронного двигателя. Удачной попыткой сделать самодельный генератор оказалось подключение старого двигателя с корпусом из чугуна на 1 кВт и на 950 оборотов. Мотор возбуждается нормально, с одной емкостью на 40 мкФ. А я установил три емкости и подключил их звездой. Этого хватило для запуска электродрели, болгарки. Хотел, чтобы получилась выдача напряжения на одной фазе. Для этого подключал три диода, полумост. Сгорели лампы люминесцентные для освещения, и подгорели пакетники в гараже. Буду наматывать трансформатор на три фазы.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Похожее

Электродвигатель как генератор — ООО «СЗЭМО Электродвигатель»

Содержание

1. Законы, позволяющие использовать асинхронный электродвигатель как генератор
2. Способы переделки электродвигателя в генератор
3. Торможение реактивной нагрузкой
4. Самовозбуждение электродвигателя
5. Что нужно знать, чтобы электродвигатель работал как генератор
6. Насколько эффективно использование электродвигателя в качестве генератора

Всем известно, что работа электродвигателя – это преобразование электрической энергии в механическую. Удастся ли заставить его преобразовывать механическую энергию в электрическую, чтобы использовать электродвигатель как генератор? Благодаря действующему в электротехнике принципу обратимости это возможно. Но нужно четко знать принцип работы агрегата и создать условия, способствующие превращению.

Законы, позволяющие использовать асинхронный электродвигатель как генератор

В генераторе напряжение, обычно подаваемое с аккумулятора, возбуждает в обмотке якоря магнитное поле, вращение же обеспечивается любым физическим устройством. В электродвигателе возможность подачи напряжения на обмотку якоря не предусмотрена. Чтобы он не поглощал, а вырабатывал электроэнергию, магнитное поле необходимо создать искусственно.

В асинхронном двигателе вращающееся магнитное поле ротора «отстает» от поля статора, обеспечивая процесс перехода электроэнергии в механическую энергию. Следовательно, чтобы запустить обратный процесс, нужно сделать так, чтобы поле статора вращалось медленнее поля ротора, либо чтобы оно вращалось в противоположную сторону.

Способы переделки электродвигателя в генератор

Есть два способа «регулировки» магнитного поля статора.

Торможение реактивной нагрузкой

Сделать это можно с помощью мощной конденсаторной батареи. Включите ее в цепь питания двигателя, который работает в обычном режиме. Заряд, накопленный в батарее, будет в противофазе с зарядом, создаваемым питающим напряжением, что приведет к замедлению последнего. После этого двигатель вместо поглощения тока начинает генерировать его, отдавая в сеть.

Любой транспорт на электротяге работает именно благодаря этому эффекту – при «самостоятельном» движении под уклон механическая энергия не требуется, и конденсаторная батарея автоматически подключается к цепи питания. Вырабатываемая энергия подается в сеть, чтобы затем опять преобразоваться в механическую.

Самовозбуждение электродвигателя

Остаточное магнитное поле ротора может произвести ЭДС, достаточное для зарядки конденсатора. Вследствие этого возникает эффект самовозбуждения, что делает возможным переход двигателя в режим генерации электроэнергии. Непрерывность этого процесса обеспечивает конденсаторная батарея, подпитывающаяся от произведенного тока.

Этот способ является более действенным, и именно он подходит, если вы хотите применить асинхронный электродвигатель как генератор.

Что нужно знать, чтобы электродвигатель работал как генератор

При переделке двигателя в генератор следует учитывать следующие технические детали:

• Не пытайтесь использовать электролитические конденсаторы – они не пригодны для подключения в цепь. Вам нужны неполярные конденсаторные батареи.
• В трехфазных машинах конденсаторы могут включаться по схеме «треугольник» или «звезда». В первом случае величина напряжения на выходе выше, а во втором генерация начинается на меньших оборотах ротора. Выбирайте оптимальный для достижения вашей цели вариант.
• Однофазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором тоже могут генерировать электроэнергию. Запуск осуществляется с помощью фазосдвигающего конденсатора.

Поскольку определить необходимую величину емкости конденсаторной батареи невозможно, остается подбирать ее по весу – он должен быть равен весу двигателя или слегка превышать его.

Насколько эффективно использование электродвигателя в качестве генератора

У использования электродвигателя как генератора есть свои «плюсы»:

• Агрегат достаточно прост в обслуживании и экономичен, поскольку конденсатор получает энергию от остаточного поля ротора и от вырабатываемого тока.
• Практически отсутствуют «побочные» траты энергии на магнитные поля или бесполезный нагрев.

И «минусы»:

• Преобразованный в генератор двигатель чувствителен к перепадам нагрузки.
• Частота вырабатываемого тока часто нестабильна.
• Такой генератор не может обеспечить промышленную частоту тока.

Если в вашем случае преимущества перевешивают недостатки, то применение асинхронного генератора целесообразно.

Генератор для ветряка из асинхронного двигателя

В качестве генератора для ветряка было решено переделать асинхронный двигатель. Такая переделка очень проста и доступна, поэтому в самодельных конструкциях ветрогенераторов часто можно видеть генераторы сделанные из асинхронных двигателей.

Переделка заключается в проточке ротора под магниты, далее магниты обычно по шаблону приклеивают к ротору и заливают эпоксидной смолой чтобы не отлетели. Так-же обычно перематывают статор более толстым проводом чтобы уменьшить слишком большое напряжение и поднять силу тока. Но этот двигатель не хотелось перематывать и было решено оставить все как есть, только переделать ротор на магниты. В качестве донора был найден трехфазный асинхронный двигатель мощностью 1,32Кв. Ниже фото данного электродвигателя.

>

Ротор электродвигателя был проточен на токарном станке на толщину магнитов. В этом роторе не применяется металлическая гильза, которую обычно вытачивают и надевают на ротор под магниты. Гильза нужна для усиления магнитной индукции, через нее магниты замыкают свои поля питая из под низа друг друга и магнитное поле не рассеивается, а идет все в статор. В этой конструкции применены достаточно сильные магниты размером 7,6*6мм в количестве 160 шт., которые и без гильзы обеспечат хорошую ЭДС.

>

>

Сначала, перед наклейкой магнитов ротор был размечен на четыре полюса, и со скосом были расположены магниты. Двигатель был четырех-полюсной и так как статор не перематывался на роторе тоже должно быть четыре магнитных полюса. Каждый магнитный полюс чередуется, один полюс условно «север», второй полюс «юг». Магнитные полюса сделаны с промежутками, так в полюсах магниты сгруппированы плотнее. Магниты после размещения на роторе были замотаны скотчем для фиксации и залиты эпоксидной смолой.

После сборки ощущалось залипание ротора, при вращение вала чувствовались залипания. Было решено переделать ротор. Магниты были сбиты вместе с эпоксидной смолой и снова размещены, но теперь они более менее равномерно установлены по всему ротору, ниже фото ротора с магнитами перед заливкой эпоксидной смолой. После заливки залипание несколько снизилось и было замечено что немного упало напряжение при вращении генератора на одних и тех же оборотах и немного подрос ток.

>

После сборки готовый генератор было решено покрутить дрелью и что нибудь к ниму подключить в качестве нагрузки. Подключалась лампочка на 220 вольт 60 ватт, при 800-1000 об/м она горела в полный накал. Так-же для проверки на что способен генератор была подключена лампа мощностью 1 Кв, она горела в полнакала и сильнее дрель не осилила крутить генератор.

>

В холостую на максимальных оборотах дрели 2800 об/м напряжение генератора было более 400 вольт. При оборотах примерно 800 об/м напряжение 160 вольт. Так-же попробовали подключить кипятильник на 500 ватт, после минуты кручения вода в стакане стала горячей. Вот такие испытания прошел генератор, который был сделан из асинхронного двигателя.

Далее дошла очередь до винта. Лопасти для ветрогенератора были вырезаны из ПВХ трубы диаметром160мм. Ниже на фото сам винт диаметром 1,7 м., и расчетные данные, по которым делались лопасти.

>

После для генератора была сварена стойка с поворотной осью для крепления генератора и хвоста. Конструкция сделана по схеме с уводом ветроголовки от ветра методом складывания хвоста, поэтому генератор смещен от центра оси, а штырек позади, это шкворень, на который одевается хвост.

>

Здесь фото готового ветрогенератора. Ветрогенератор был установлен на девятиметровую мачту. Генератор при силе ветра выдавал напряжение холостого хода до 80 вольт. К нему пробовали подсоединять тенн на два киловатта, через некоторое время тенн стал теплым, значит ветрогенератор все-таки имеет какую-то мощность.

>

Потом был собран контроллер для ветрогенератора и через него подключен аккумулятор на зарядку . Зарядка была достаточно хорошим током, аккумулятор быстро зашумел, как будто его заряжают от зарядного устройства.

Пока к сожалению никаких подробных данных по мощности ветрогенератора нет, так-как пользователь разместивший свой ветрогенератор вот здесь Фотоальбом ветряки ВК. не оставил эти данных. Но руководствуясь расчетами попробую немного просчитать что все-таки дает генератор на ветру 8-9 м/с, так-как напряжение холостого хода 80 вольт на этом ветре.

Данные на шиндике электродвигателя говорили 220/380 вольт 6,2/3,6 А. значит сопротивление генератора 35,4Ом треугольник/105,5 Ом звезда. Если он заряжал 12-ти вольтовый аккумулятор по схеме включения фаз генератора в треугольник, что скорее всего, то 80-12/35,4=1,9А. Получается при ветре 8-9 м/с ток зарядки был примерно 1,9 А, а это всего 23 ватт/ч, да немного, но может я где-то ошибся, если что поправьте в комментариях и я исправлю.

Такие большие потери из-за высокого сопротивления генератора, поэтому статор обычно перематывают более толстым проводом чтобы уменьшить сопротивление генератора, которое влияет на силу тока, и чем выше сопротивление обмотки генератора, тем меньше сила тока и выше напряжение.

Некоторые данные по ветрогенератору. Автор данного ветрогенератора Сергей написал что ток короткого замыкания 3,5А..При ветре 5-7м,с ,75в холостого хода,с нагрузкой надва АКБ,это 24в,2,5А и при этом на контролере срабатывал постоянно баласт..Это показания на 14.09.13г..А так получилось всё отлично..

Генератор из асинхронного двигателя сделать самому своими руками.

Как переделать асинхронный двигатель в генератор

Сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками несложно, но придется постараться и потратить некоторые средства на приобретение комплектующих. Но для проведения работ необходимо знать некоторые тонкости. В частности, принципы работы асинхронного двигателя переменного тока, изучить основные элементы его конструкции. Главное в генераторных установках – это движение магнитного поля. Оно может обеспечиваться путем вращения якоря при помощи двигателя внутреннего сгорания либо ветряной установки. Также возможно использование альтернативных источников – силы воды, пара и пр.

Конструкция асинхронного двигателя

Можно выделить всего несколько элементов:

1. Статор с обмоткой.
2. Передняя и задняя крышки с установленными подшипниками.
3. Ротор с короткозамкнутыми витками.
4. Контакты для подключения к электрической сети.

Если задуматься, то может показаться, что очень просто переделать двигатель в генератор, фото которого вы можете детально рассмотреть. Но если разобраться более тщательно, то окажется, что не все так и просто, подводных камней предостаточно.

Статор состоит из множества металлических пластин, прижатых плотно друг к другу. Также они обработаны лаком, в некоторых конструкциях, для придания прочности, все пластины приварены друг к другу. На статоре намотан провод, он плотно прилегает к сердечнику и изолирован от него при помощи картонных вставок. В крышках расположены подшипники, с их помощью производится не только более легкое прокручивание ротора, но и его центрирование.

Принцип работы двигателя

Суть всего процесса заключается в том, что магнитное поле образуется вокруг статорной обмотки. Оно достаточно мощное, но не хватает главного компонента – движения. Поле статическое, неподвижное, а главное условие в генераторных установках – это вращение, изменение направления силовых линий. В случае с двигателем все достаточно просто – имеется ротор, который изготовлен из металла. Внутри несколько витков очень толстого кабеля. Причем все витки замкнуты, соединены между собой.

Получается принцип простого трансформатора. В короткозамкнутых витках индуцируется ЭДС, которое создает в окружающем пространстве переменное магнитное поле. Получается, что теперь все есть для того чтобы появилось движение. Под действием сил происходит вращение ротора электрического двигателя. Такой тип машин обладает хорошими характеристиками, а конструкция проста и надежна, ломаться нечему. По этой причине асинхронные двигатели получили широкое распространение в промышленности. Более 95% всех моторов на заводах и фабриках – это асинхронные. Изготовить генератор своими руками, схема которого не очень сложная, может каждый при наличии минимальных знаний.

Подключение к однофазной сети

Истинной проблемой становится подключение электродвигателя, рассчитанного на три фазы, к одной. Принцип генератора немного отличается, но для его понимания нужно рассмотреть и процесс мотора. Необходимо использование емкости, которая позволит сделать сдвиг фазы в нужную сторону. Причем существует несколько схем, используемых на практике. В одних конденсатор применяется только в момент запуска, в других и при работе. Включается пусковая емкость на короткий промежуток времени, до достижения необходимых оборотов. Контактирует она через выключатель параллельно одной из обмоток, соединенных по схеме треугольник.

У таких вариантов подключения имеется один существенный недостаток – снижение мощности электродвигателя. Можно получить от него как максимум 50-процентную отдачу. Следовательно, при мощности мотора 1,5 кВт, в случае питания от однофазной сети, вы сможете получить лишь половину – 0,75 кВт. Это накладывает определенные неудобства, так как приходится использовать более мощные электродвигатели.

Как получить три фазы из одной

Для более удобного использования электрических асинхронных двигателей необходимо питание от трех фаз. Но провести к себе домой такую сеть сможет не каждый, также возникают трудности с учетом электроэнергии. Поэтому приходится выкручиваться, как получается. Проще всего установить частотный преобразователь. Но его стоимость высокая, не каждый способен выделить такую сумму для собственного гаража или мастерской. Поэтому приходится применять подручные средства. Вам потребуется асинхронный двигатель, конденсатор и автотрансформатор. В качестве последнего можно использовать самодельное устройство, изготовленное из сердечника электродвигателя. Можете даже сделать чертеж генератора, чтобы упростить работу по сборке.

На него требуется намотать около 400 витков провода. Диаметр его около 6 кв. мм. Для точности требуется сделать десять отводов, чтобы совершить подгонку фаз. Можно сказать даже, что это генератор из асинхронного двигателя, своими руками сделанный. Только его основная функция – это преобразование, сдвиг фаз. Одна обмотка соединяется с фазой, между двумя остальными включен конденсатор. Вторая обмотка соединяется с нулем, третья подключается туда же, только через автотрансформатор. Средний его вывод – это одна фаза, две остальных – это выводы розетки.

Что учесть для переделки в генератор

Чтобы сделать ветро генератор из (асинхронный!) двигателя, вам потребуется учесть одну главную особенность. А именно – создать магнитное поле, которое будет совершать движение. Добиться этого можно двумя путями. Первый – это установка постоянных магнитов на роторе. Второй – сделать обмотку возбуждения на якоре. У обоих способов есть как преимущества, так и недостатки.

Решить нужно перед началом проведения работ, генератор тока какого вида вам необходим. Если нужен постоянный, то потребуется применять диоды для выпрямления. Это позволит обеспечить светом небольшой дом, а также запитать практически любую бытовую аппаратуру. Самодельные генераторы тока могут приводиться в движение даже силой ветра. Нужно только провести расчет обмоток, чтобы на выходе не было превышения напряжения. Хотя стабилизацию можно сделать и при помощи использования регуляторов, используемых в автомобильной технике.

Постоянные магниты или обмотка возбуждения?

Как говорилось ранее, можно сделать обмотку возбуждения или провести монтаж постоянных магнитов. Недостаток последнего способа – большая стоимость магнитов. А минус первого – это необходимость применять щеточный узел для обеспечения питанием. Он нуждается в уходе и своевременной замене. Причина – трение, которое постепенно съедает поверхность графитовой щетки. Любой автомобильный генератор, инструкция к которому обязательно прилагается, обладает именно таким недостатком.

Чтобы сделать обмотку возбуждения, достаточно изменить конструкцию якоря. Он должен быть металлическим, на нем обязательно наматывается провод в лаковой изоляции. Также потребуется на одном краю ротора установить контакты, которые служат для питания. Но плюс в том, что имеется возможность стабилизации напряжения на выходе генератора. Проще окажется в якоре сделать пазы для монтажа ниодимовых магнитов. Они создают очень сильное поле, которого достаточно для генерации больших значений напряжения и тока.

Сколько фаз нужно на выходе?

Проще всего оказывается, конечно, сделать генератор, фото которого приведено, если на выходе должна быть всего одна фаза. Но тут есть загвоздка – не каждая конструкция позволяет осуществить это. Самодельный генератор из асинхронного двигателя такого типа можно сделать, если все обмотки выведены и не соединены между собой. Многие модели моторов имеют лишь три вывода, остальные уже внутри соединены, поэтому для реализации задумки нужно полностью его разобрать и вывести необходимые провода наружу.

Затем они соединяются последовательно и на выходе можно получить однофазное напряжение. Но если вам нужно трехфазное, не стоит делать ничего, модернизация обмоток не потребуется. Но учитывать особенности все равно нужно. Необходимо, чтобы генератор из асинхронного двигателя, своими руками сделанный, имел соединение обмоток по схеме звезда. Вот небольшое отличие от варианта, когда машина работает в качестве источника движения. Эффективная генерация электроэнергии возможна только при включении по схеме звезда.

Как провести выпрямление тока?

Но если возникает необходимость в получении постоянного тока, вам потребуется знание схемотехники. Нужно 12 или 24 Вольт напряжение? Нет ничего проще, автомобильная электроника придет на помощь. Но только в том случае, если используется обмотка возбуждения в качестве генератора магнитного поля. При использовании постоянных магнитов процедура стабилизации усложняется.

Вариант выпрямителя выбирается, исходя из того, какое количество фаз на выходе генератора. Если одна, то вполне достаточно мостовой схемы, либо вообще на одном диоде (однополупериодный выпрямитель). Если же три фазы на выходе, то возникнет необходимость в использовании шести полупроводников для выпрямления. Также три штуки (по одному на каждую фазу) – для защиты от обратного напряжения.

Как сделать из трех одну фазу

Это действие проводить не нужно, так как оно попросту бессмысленно. Генератор если выдает трехфазное переменное напряжение, то для запитывания потребителей (телевизора, лампы накаливания, холодильника, и пр.), необходимо использовать всего один вывод. Второй – это общий, точка соединения обмоток. Как было сказано ранее, требуется соединять их по схеме звезда.

Поэтому у вас имеется возможность подключения потребителей к одной из фаз. Вопрос в том, есть ли смысл, рационально ли так поступать? Если необходимо обеспечить дом исключительно светом, никаких потребителей не планируете подключать, то вполне разумнее использовать маломощные светодиодные светильники. Они потребляют малое количество электроэнергии, поэтому генератор тока, который выдает стабильно 12 Вольт, способен обеспечить дом не только светом. Можно без труда включать и бытовую технику, которой требуется для работы именно такое напряжение.

Правила намотки провода

Не всегда нужна такая информация, так как, в целях упрощения конструкции, используется та статорная обмотка, которая уже имеется. Но она не всегда удовлетворяет тем условиям, которые стоят перед вами. Например, если вы конструируете ветро генератор из (асинхронный) двигателя, невозможно получить минимальное число оборотов ротора. Следовательно, на выходе напряжение окажется малым и недостаточным для работы бытовой техники. Поэтому возникает необходимость в небольших переделках.

Обмотку проводить нужно более толстым проводом, чтобы получить более высокое значение силы тока на выходе. Для этого избавляетесь от старого провода. Намотка ведется вплотную, на картонный каркас. Когда она проведена, требуется нанести слой лака, обильно ним пропитать провод. Только не забудьте перед началом эксплуатации устройства хорошенько просушить. Для этого лампу накаливания 25 или 40 Вт установите в середине статора и оставьте на 1-2 дня. Не оставляйте только без присмотра.

Экспериментальное определение необходимого количества витков

Чтобы определить, какое число витков вам необходимо для нормальной работы генератора, потребуется воспользоваться множеством формул. Но нужно знать сечение сердечника, материал, из которого он изготовлен. Но это зачастую просто невозможно определить. Поэтому приходится делать эксперименты. В зависимости от того, одна или три фазы вам нужно, изменяется алгоритм проведения эксперимента. Самодельный генератор из асинхронного двигателя может быть изготовлен различными методами.

Если планируется сделать одну фазу на выходе, то намотайте равномерно по всему сердечнику 10-20 витков провода. Соберите всю конструкцию и соедините с приводом, который будете использовать в дальнейшем. Проведите замер напряжения на выходе, разделите на то число витков, которое намотали. И вы получите напряжение, снимаемое с одного витка. Для вычисления длины обмотки, вам нужно применить простое вычисление – напряжение (необходимое) разделить на полученное значение. Аналогично проводится расчет и трехфазного генератора.

Выводы

Сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками несложно. Самое главное – это решить, какой привод планируете использовать. Если это обычный бензиновый двигатель, то проблем никаких не возникнет. Большие трудности возникнут в случае, если в качестве привода вы будете использовать ветряную мельницу. Причина – обороты двигателя, равно как и выходное напряжение, напрямую зависят от силы ветра, его скорости. Поэтому такие генераторы необходимо рассчитывать таким образом, чтобы даже при минимальных оборотах вырабатывалось номинальное напряжение. Но на выходе желательно иметь не более 12 Вольт. Это окажется более простым решением.

ГЕНЕРАТОР ИЗ ДВИГАТЕЛЯ СВОИМИ РУКАМИ

С разбора CD-rom скопилось уже некоторое количество бесколлекторных двигателей постоянного тока (это те, что крутят диск). И место вроде много не занимают, но на глаза попадаются часто. Наконец принял решение, что надо уже как-то с ними определиться.

Итак, это бесколекторный двигатель постоянного тока, положение ротора в нём отслеживается тремя датчиками Холла, управляется при помощи микросхемы драйвера ВА6849FP (регулировка оборотов). В теории всё просто, а вот на практике впечатления могут зашкалить уже от одного обозрения платки на которой движок собственно и установлен.

Поэтому не стал вникать в назначение многочисленных выводов шлейфа, а просто взял и располовинил двигатель, и увидел его статор. Однако полный обзор печатной платы был по прежнему недосягаем. Осознав, что без жертв не обойтись, отпаял провода (3 штуки) идущие с обмоток статора на плату, а затем сложил – переломил вдвое плату  вместе с металлической пластиной крепления.

Освобождённый статор плюхнулся на стол и опять же в позновательных целях был незамедлительно размотан. Теперь могу сообщить, что мотор имел три обмотки (фазы) соединённых методом «звезда», но вполне возможен вариант когда они могут быть соединены методом «дельта».

Схема сборки

Электродвигателя конечно не стало, но вместе с ним не стало и робости перед неизведанным, ибо и неизведанного теперь не было.  На фото проводники образуют обмотки и заканчиваются выводами. Соединения обмоток  отличаются, но электрическая сущность больших изменений не претерпевает. Относительно толстые провода обмоток статора навели на мысль, что с этого движка можно получить неплохой ток, будь он использован в качестве генератора, да ещё если и несколько вольт напряжения выдаст, то возможно «счастье»!

Остановился вот на такой схеме снятия с электродвигателя, впрочем, теперь уже генератора,  вырабатываемого им электрического тока. Данная схема была собрана и опробована со следующими номиналами электронных компонентов: С1 – 100 мкФ х 16 В, все шесть диодов 1N5817.

Было бы интересно опробовать и такую схему, но пока «руки не дошли». Как более совершенный вариант — поставить на выход стабилизатор.

Для дальнейших действий был взят ещё один электродвигатель и приведён в должное состояние для подключения и крепления. Шестерёнки (зубчатая пара) с передаточным отношением 1:5 от китайского фонарика – «жучка».

Всё было смонтировано на подходящее основание. Важным в этой операции является правильно «взять» межцентровое расстояние зубчатых колёс и установить их оси вращения в единой пространственной плоскости.

Схема собрана, вновь обращённый генератор к тесту готов.

При интенсивном, но без мазохизма, вращении большого зубчатого колеса пальцами рук напряжение легко достигает отметки в 1,7 вольта (без нагрузки).

При подключении нагрузки, лампочки на 2,5 В и 150 мА, сила тока достигает 120 мА. Лампочка вспыхивает в пол накала.

Видео — работа под нагрузкой

Возьму на себя смелость заявить, что даже данный конкретный двигатель возможно использовать в качестве ветрогенератора способного вырабатывать электрический ток в достаточном количестве для зарядки одного аккумулятора ААА напряжением 1,2 В и ёмкостью до 1000 мА включительно. Прошу обратить внимание на то фото, которое показывает монтаж шестерён на основании. На правую сторону большого зубчатого колеса так и «проситься» установка ещё одного моторчика. Кинематическая схема будет такой: одно ведущее колесо вращает два ведомых. Возможности удваиваются, реальным становиться собрать повышающий преобразователь и заряжать даже аккумуляторы мобильных телефонов. Вопросами добычи электричества занимался Babay.

   Форум по электротехнике

   Форум по обсуждению материала ГЕНЕРАТОР ИЗ ДВИГАТЕЛЯ СВОИМИ РУКАМИ

Как сделать электрогенератор из электродвигателя, разбираем подробно этапы

Ответ на вопрос, как сделать самостоятельно электрогенератор из электродвигателя, основывается на знании устройства этих механизмов. Основная задача заключается в преобразовании двигателя в машину, выполняющую функции генератора. При этом следует продумать способ, как весь этот узел будет приводиться в движение.

Где используется генератор

Оборудование данного вида находит применение в совершенно разных областях. Это может быть промышленный объект, частное или загородное жилье, стройплощадка, причем любых масштабов, гражданские здания разного целевого использования.

Одним словом, совокупность таких узлов, как электрогенератор любого типа и электродвигатель, позволяют реализовать следующие задачи:

• Резервное электроснабжение;
• Автономная подача электроэнергии на постоянной основе.

В первом случае речь идет о страховочном варианте на случай возникновения опасных ситуаций, таких, как перегрузка сети, аварии, отключения и прочее. Во втором случае электрогенератор разнотипный и электродвигатель позволяют получить электричество в местности, где отсутствует централизованная сеть. Наряду с этими факторами присутствует еще одна причина, по которой рекомендуется использование автономного источника электроэнергии – это необходимость подачи стабильного напряжения на вход потребителя. Подобные меры нередко принимаются, когда необходимо ввести в работу оборудование с особо чувствительной автоматикой.

Особенности устройства и существующие виды

Чтобы определиться с тем, какой электрогенератор и электродвигатель выбрать для реализации поставленных задач, следует представлять себе, в чем заключается разница между существующими видами автономного источника энергоснабжения.

Бензиновые, газовые и дизельные модели

Основное отличие – тип топлива. С этой позиции различают:

1. Бензиновый генератор.
2. Дизельный механизм.
3. Устройство на газу.

В первом случае электрогенератор и содержащийся в конструкции электродвигатель по большей части используется для обеспечения электроэнергией на короткие сроки, что обусловлено экономической стороной вопроса ввиду высокой стоимости бензина.

Преимущество дизельного механизма заключается в том, что на его обслуживание и эксплуатацию потребуется значительно меньшее количество топлива. Дополнительно дизельный электрогенератор автономного типа и электродвигатель в нем будут работать длительный период времени без отключений благодаря большим ресурсам двигателя.

Устройство на газу является отличным вариантом на случай организации постоянного источника электроэнергии, так как топливо в данном случае всегда под рукой: подключение к газовой магистрали, использование баллонов. Поэтому стоимость эксплуатации такого агрегата будет ниже ввиду доступности топлива.

Основные конструктивные узлы такой машины тоже отличаются по исполнению. Двигатели бывают:

1. Двухтактные;
2. Четырехтактные.

Первый вариант устанавливается на устройства меньшей мощности и габаритов, тогда как второй – используется на более функциональных аппаратах. В генераторе имеется узел – альтернатор, другое его название «генератор в генераторе». Существует два его исполнения: синхронный и асинхронный.

По роду тока различают:

• Однофазный электрогенератор и, соответственно, электродвигатель в нем;
• Трехфазное исполнение.

Последний из названных вариантов рекомендуется приобретать в случае, когда пользователь планирует подключать к нему трехфазные потребители. Их преимущество заключается в возможности питать также и однофазную технику.

Чтобы понять, как сделать электрогенератор из асинхронного электродвигателя, важно понимать принцип действия этого оборудования. Так, основа функционирования заключается в преобразовании разных видов энергий. В первую очередь происходит переход кинетической энергии расширения газов, возникающих при сгорании топлива, в механическую. Это происходит с непосредственным участием кривошипно-шатунного механизма при вращении вала двигателя.

Преобразование механической энергии в электрическую составляющую происходит посредством вращения ротора альтернатора, в результате чего образуется электромагнитное поле и ЭДС. На выходе после стабилизации выходное напряжение попадает к потребителю.

Делаем источник электроэнергии без узла привода

Наиболее распространенным способом для реализации такой задачи является попытка организовать энергоснабжение посредством асинхронного генератора. Особенностью данного метода является приложение минимума усилий в плане монтажа дополнительных узлов для корректной работы такого устройства. Это обусловлено тем, что данный механизм функционирует по принципу асинхронного двигателя и продуцирует электроэнергию.

Смотрим видео, безтопливный генератор своими силами:

При этом ротор вращается с намного большей скоростью, чем смог бы выдавать синхронный аналог. Сделать электрогенератор из асинхронного электродвигателя своими руками вполне можно, не используя при этом дополнительных узлов или особых настроек.

В результате принципиальная схема устройства останется практически нетронутой, но появится возможность обеспечить электроэнергией небольшой объект: частный или загородный дом, квартиру. Применение таких устройств довольно обширно:

Чтобы организовать действительно автономный источник энергоснабжения, электрогенератор без приводящего в работу двигателя должен функционировать на самовозбуждении. А это реализуется посредством подключения конденсаторов в последовательном порядке.

Смотрим видео, генератор своими руками, этапы работ:

Другая возможность выполнить задуманное – использовать двигатель Стирлинга. Его особенностью является преобразование тепловой энергии в механическую работу. Другое название такого узла – двигатель внешнего сгорания, а если говорить точнее, исходя из принципа работы, то, скорее, двигатель внешнего нагрева.

Это обусловлено тем, что для эффективного функционирования устройства требуется значительный перепад температур. В результате роста этой величины повышается и мощность. Электрогенератор на двигателе внешнего нагрева Стирлинга может работать от любого источника тепла.

Последовательность действий при самостоятельном изготовлении

Чтобы превратить двигатель в автономный источник электроснабжения, следует несколько изменить схему, подключив конденсаторы к обмотке статора:

Схема включения асинхронного двигателя

При этом будет протекать опережающий емкостной ток (намагничивающий). В результате образуется процесс самовозбуждения узла, а величина ЭДС соответственно изменяется. На этот параметр в большей мере влияет емкость подключенных конденсаторов, но нельзя забывать и о параметрах самого генератора.

Чтобы устройство не грелось, что обычно является прямым следствием неправильно подобранных параметров конденсаторов, нужно руководствоваться специальными таблицами при их выборе:

Эффективность и целесообразность

Прежде, чем решать вопрос, где купить автономный электрогенератор без двигателя, нужно определить, действительно ли хватит мощности такого устройства для обеспечения потребностей пользователя. Чаще всего самодельные аппараты этого рода обслуживают маломощных потребителей. Если решено сделать своими руками электрогенератор автономный без двигателя, купить необходимые элементы можно в любом сервисном центре или магазине.

Но преимуществом их является сравнительно небольшая себестоимость, учитывая, что достаточно лишь немного изменить схему, подключив несколько конденсаторов подходящей емкости. Таким образом, при наличии некоторых знаний можно соорудить компактный и маломощный генератор, который будет обеспечивать достаточным количеством электроэнергии для питания потребителей.

Как построить генератор с использованием электродвигателя с несколькими шагами

Сегодня мы поговорим о том, как построить генератор с помощью электродвигателя. Прежде всего, вам понадобится один постоянный электродвигатель с магнитом для изготовления генератора. После этого необходимо применить внешний источник энергии для отжима.

Затем подключите стабильный электродвигатель к генератору. Обычно после валки электродвигателя он преобразуется в генератор. Однако вы найдете некоторые различия между постоянным электродвигателем (магнитом) и одним генератором.

Что такое источник электричества?

Во-первых, электричество получают из электроэнергии. Если кто-то хочет запускать электрические устройства, вы должны обеспечить постоянное электроснабжение плагина. Итак, теперь вы можете задать вопрос, где люди будут черпать энергию. Также вы можете спросить, как получить власть.

В основном, многие основные законы физики могут легко объяснить, как образуется энергия. Дело в том, что люди не могут создать больше власти, чем у них уже есть. Также люди не могут разрушать энергию.Мы можем преобразовать энергию из одной формы в другую. Узнайте больше в другой статье нашего руководства, сколько может работать генератор на 7500 Вт.

Шаг 1

На первом этапе вы должны сделать половину фанеры или дерева размером 6 футов 2 дюйма. Итак, одна часть будет около 3 футов.

Шаг 2

Теперь закрепите вырезанные две части и сделайте каркас. Затем закрепите раму винтами. Выполнив эти простые шаги, вы получите одну прочную платформу для установки постоянного электродвигателя (магнита).Также вы сможете сделать свою маленькую бензиновую машинку.

Шаг 3

После изготовления бензинового двигателя вы должны оставаться на фанерной платформе. Теперь просверлите отверстия, чтобы использовать гайки для фиксации вещей. Это обезопасит ваш бензиновый двигатель на платформе.

Одна важная вещь — вы должны установить двигатель параллельно постоянному электродвигателю.

Шаг 4

Пришло время прикрепить ваши первые шкивы для вала вашего бензинового двигателя. Однако это необходимо сделать при установке платформы.После этого возьмем еще один шкив приводного постоянного электродвигателя.

Тем не менее, вы должны взять одну отвертку или гаечный ключ с внутренним шестигранником, чтобы установить шкивы в определенном месте.

Шаг 5

На этом шаге вы должны настроить свой электродвигатель. Вот почему вы должны закрепить шкивы ремнем. Теперь попробуйте вытащить мотор из бензинового двигателя. Но вы должны держать шкивы на одной линии.

После установки всех вещей сразу размечаем места для проделывания отверстий.Воспользуйтесь буровым станком, чтобы проделать отверстие и закрепить электродвигатель на платформе.

Шаг 6

Перед установкой электродвигателя необходимо проделать отверстия. В этом случае можно использовать лобзик. Это может помочь сохранить все отверстия в идеальных пазах.

Обычно места фиксируют правильное положение электродвигателя. Таким образом, вы должны поддерживать безопасное расстояние, чтобы не сбить бензиновый двигатель.

Шаг 7

Последний шаг — отсоединить все провода, особенно те, которые идут от вашего электродвигателя.Теперь запустите бензиновый двигатель и дайте ему покрутить вал для вала двигателя. Здесь вы должны знать. Никогда не касайтесь каких-либо проводов, если они подключены к электричеству постоянного тока.

подсказок

Теперь мы дадим вам несколько советов. Если вы ищете самодельный генератор, то не покупайте сильно корродированный прибор.

Вместо этого можно использовать старые части велосипеда, чтобы подключить генератор. Еще один совет: всегда нужно носить очки, чтобы не навредить глазам.

Окончательный приговор

В конце содержания мы надеемся, что у вас есть четкое представление о том, как построить генератор с использованием электродвигателя. Но вы можете посоветоваться с одним профессиональным электриком, прежде чем приступить к работе.

Кроме того, вы должны очень тщательно выбирать инструменты для безопасного выполнения работы. Надеюсь, все приведенные выше советы будут вам очень полезны при изготовлении генератора.

Создание автономного генератора — проекты самодельных схем

Автономный генератор — это постоянное электрическое устройство, предназначенное для бесконечной работы и выработки непрерывной электрической мощности, которая обычно больше по величине, чем входная мощность, через которую он работает.

Кто не хотел бы видеть автономный мотор-генератор, работающий дома и обеспечивающий бесперебойную работу необходимых устройств, абсолютно бесплатно. Мы обсудим детали нескольких таких схем в этой статье.

Энтузиаст бесплатной энергии из Южной Африки, который не хочет раскрывать свое имя, щедро поделился деталями своего твердотельного генератора с автономным питанием для всех заинтересованных исследователей свободной энергии.

Когда система используется со схемой инвертора, выходная мощность генератора составляет около 40 Вт.

Система может быть реализована в нескольких различных конфигурациях.

Первая версия, обсуждаемая здесь, способна заряжать три 12 батареи вместе, а также поддерживать генератор для постоянной непрерывной работы (до тех пор, пока, конечно, батареи не потеряют свою способность заряжаться / разряжаться)

Предлагаемый генератор с автономным питанием предназначен для работают днем ​​и ночью, обеспечивая непрерывную электрическую мощность, как наши солнечные панели.

Первоначальный блок был сконструирован с использованием 4 катушек в качестве статора и центрального ротора, имеющего 5 магнитов, встроенных по его окружности, как показано ниже:

Показанная красная стрелка говорит нам о регулируемом зазоре между ротором и катушками, который может быть изменен. можно изменить, ослабив гайку, а затем переместив узел катушки рядом или от магнитов статора для получения желаемых оптимальных выходов.Зазор может составлять от 1 мм до 10 мм.

Узел ротора и механизм должны быть чрезвычайно точными с точки зрения центровки и легкости вращения, и поэтому должны изготавливаться с использованием прецизионных станков, таких как токарный станок.

Материал, используемый для этого, может быть прозрачным акрилом, и сборка должна включать 5 комплектов из 9 магнитов, закрепленных внутри цилиндрических труб, подобных полостям, как показано на рисунке.

Верхнее отверстие этих 5 цилиндрических барабанов закреплено пластиковыми кольцами, извлеченными из тех же цилиндрических трубок, чтобы обеспечить надежную фиксацию магнитов в своих соответствующих положениях внутри цилиндрических полостей.

Очень скоро 4 катушки были расширены до 5, в которых недавно добавленная катушка имела три независимых обмотки. Конструкции будут понятны постепенно, по мере того, как мы пробежимся по различным принципиальным схемам и объясним, как работает генератор. Первую принципиальную схему можно увидеть ниже

Батарея, обозначенная буквой «А», питает цепь. Ротор «C», состоящий из 5 магнитов, перемещается вручную и толкается так, что один из магнитов приближается к катушкам.

Набор катушек «B» включает в себя 3 независимых обмотки на одном центральном сердечнике, и магнит, проходящий мимо этих трех катушек, генерирует крошечный ток внутри них.

Ток в катушке номер «1» проходит через резистор «R» в базу транзистора, заставляя его включиться. Энергия, проходящая через катушку транзистора «2», позволяет ей превратиться в магнит, который толкает диск ротора «C» на своем пути, вызывая вращательное движение ротора.

Это вращение одновременно вызывает обмотку «3», которая выпрямляется через синие диоды и передается обратно на зарядку батареи «A», пополняя почти весь ток, потребляемый от этой батареи.

Как только магнит внутри ротора «C» удаляется от катушек, транзистор выключается, восстанавливая напряжение коллектора за короткое время вблизи линии питания +12 Вольт.

Это истощает катушку «2» по току. Из-за того, как расположены катушки, он увеличивает напряжение коллектора примерно до 200 вольт и выше.

Однако этого не происходит, потому что выход подключен к пяти последовательным батареям, которые падают нарастающее напряжение в соответствии с их общим номиналом.

Батареи имеют последовательное напряжение приблизительно 60 вольт (что объясняет, почему был включен мощный, быстро переключающийся высоковольтный транзистор MJE13009.

Когда напряжение коллектора изменяется на напряжение последовательного блока батарей, красный диод начинает включаться, высвобождая накопленное в катушке электричество в аккумуляторную батарею. Этот импульс тока проходит через все 5 аккумуляторов, заряжая каждую из них. Проще говоря, это составляет конструкцию генератора с автономным питанием.

В прототипе в качестве нагрузки для длительных, неутомимых испытаний использовался 12-вольтный 150-ваттный инвертор, освещающий 40-ваттную сетевую лампу:

Простая конструкция, продемонстрированная выше, была дополнительно улучшена за счет включения еще нескольких приемные катушки:

Катушки «B», «D» и «E» активируются одновременно 3 отдельными магнитами. Электроэнергия, генерируемая во всех трех катушках, передается на 4 синих диода для выработки мощности постоянного тока, которая подается для зарядки аккумулятора «A», который питает цепь.

Дополнительный ввод в приводную батарею в результате включения 2 дополнительных приводных катушек в статор, позволяет машине работать стабильно в виде автономной машины, поддерживая напряжение батареи «А» бесконечно.

Единственная движущаяся часть этой системы — это ротор диаметром 110 мм, представляющий собой акриловый диск толщиной 25 мм, установленный на шарикоподшипниковом механизме, извлеченный из выброшенного жесткого диска компьютера. Схема выглядит так:

На изображениях диск кажется полым, однако на самом деле это твердый кристально чистый пластик.На диске просверливаются отверстия в пяти одинаково распределенных точках по окружности, то есть с разделением на 72 градуса.

5 основных отверстий, просверленных на диске, предназначены для удерживания магнитов, которые объединены в группы из девяти кольцевых ферритовых магнитов. Каждый из них имеет диаметр 20 мм и высоту 3 мм, образуя стопки магнитов общей высотой 27 мм в длину и диаметром 20 мм. Эти стопки магнитов расположены таким образом, что их северные полюса выступают наружу.

После того, как магниты установлены, ротор помещается в пластиковую трубную ленту, чтобы надежно закрепить магниты на месте, в то время как диск быстро вращается. Пластиковая труба крепится к ротору с помощью пяти крепежных болтов с потайной головкой.

Бобины катушек имеют длину 80 мм и диаметр конца 72 мм. Средний шпиндель каждой катушки состоит из пластиковой трубы длиной 20 мм, имеющей внешний и внутренний диаметр 16 мм. обеспечивая плотность стены 2 мм.

После того, как намотка катушки завершена, этот внутренний диаметр заполняется рядом сварочных стержней со снятым с них сварочным покрытием. Впоследствии их обволакивают полиэфирной смолой, но цельный брусок из мягкого железа также может стать отличной альтернативой:

Три жилы, составляющие катушки «1», «2» и «3», имеют диаметр 0,7 мм и являются обернуты друг с другом до намотки на шпульку «B». Этот метод бифилярной намотки создает намного более тяжелый пучок композитных проводов, который может эффективно наматываться на катушку.Показанная выше намоточная машина работает с патроном, удерживающим сердечник катушки для обеспечения возможности намотки, тем не менее, можно также использовать любой тип базовой намотки.

Разработчик выполнил скручивание проволоки, вытягивая 3 жилы проволоки, каждая из которых происходит от независимой катушки с жгутом на 500 грамм.

Три нити плотно удерживаются на каждом конце, при этом провода прижимаются друг к другу на каждом конце, с промежутком в три метра между зажимами. После этого провода закрепляются в центре и на мидель приписывается 80 витков.Это позволяет сделать 80 поворотов на каждый из двух 1,5-метровых пролетов, расположенных между зажимами.

Набор скрученных или намотанных проволок скручивается на временной катушке для поддержания аккуратности, потому что это скручивание придется повторить еще 46 раз, поскольку для этой одной композитной катушки потребуется все содержимое катушек с проволокой:

следующие 3 метра трех проводов затем зажимаются и 80 витков наматываются в среднее положение, но в этом случае витки размещаются в противоположном направлении.Даже сейчас реализованы точно такие же 80 витков, но если предыдущая обмотка была «по часовой стрелке», то эта обмотка перевернута «против часовой стрелки».

Эта конкретная модификация направления катушки обеспечивает полный диапазон скрученных проводов, в которых направление скручивания становится противоположным через каждые 1,5 метра по всей длине. Так устроена серийно выпускаемая проволока Litz.

Этот замечательный на вид комплект скрученных проводов теперь используется для намотки катушек.В одном фланце катушки, ровно возле средней трубки и сердечника просверливается отверстие, через которое продевается начало проволоки. Затем проволоку с силой сгибают под углом 90 градусов и накладывают на вал катушки, чтобы начать намотку катушки.

Намотка жгута проводов выполняется с большой осторожностью рядом друг с другом по всему валу катушки, и вы увидите 51 градус намотки вокруг каждого слоя, а следующий слой наматывается прямо поверх этого самого первого слоя, снова к началу.Убедитесь, что витки этого второго слоя лежат точно поверх обмотки под ними.

Это может быть несложно, потому что пакет проводов достаточно толстый, чтобы сделать установку довольно простой. Если хотите, вы можете попробовать обернуть один толстый белый лист вокруг первого слоя, чтобы второй слой был отчетливым при его переворачивании. Вам понадобится 18 таких слоев, чтобы закончить катушку, которая в конечном итоге будет весить 1,5 килограмма, а готовая сборка может выглядеть примерно так, как показано ниже:

Эта готовая катушка на данный момент состоит из 3 независимых катушек, плотно намотанных друг на друга, и этого набора up предназначен для создания фантастической магнитной индукции на двух других катушках, когда на одну из катушек подается напряжение питания.

Эта обмотка в настоящее время включает катушки 1,2 и 3 принципиальной схемы. Вам не нужно постоянно беспокоиться о маркировке концов каждой жилы провода, так как вы можете легко идентифицировать их с помощью обычного омметра, проверив непрерывность на определенных концах провода.

Катушка 1 может использоваться как запускающая катушка, которая будет включать транзистор в нужные периоды. Катушка 2 может быть катушкой возбуждения, которая возбуждается транзистором, а катушка 3 может быть одной из первых выходных катушек:

Катушки 4 и 5 представляют собой простые пружинные катушки, которые подключены параллельно катушке 2 возбуждения.Они помогают повысить драйв и поэтому важны. Катушка 4 имеет сопротивление постоянному току 19 Ом, а сопротивление катушки 5 может составлять около 13 Ом.

Тем не менее, в настоящее время продолжаются исследования, чтобы определить наиболее эффективное расположение катушек для этого генератора, и, возможно, дополнительные катушки могут быть идентичны первой катушке, катушка «B» и все три катушки прикреплены таким же образом, и Обмотка возбуждения на каждой катушке работает через единственный высокопроизводительный и быстро переключающийся транзистор. Текущая установка выглядит так:

Вы можете проигнорировать показанные порталы, так как они были включены только для изучения различных способов активации транзистора.

В настоящее время катушки 6 и 7 (22 Ом каждая) работают как дополнительные выходные катушки, подключенные параллельно с выходной катушкой 3, каждая из которых состоит из трех жил и имеет сопротивление 4,2 Ом. Они могут быть с воздушным сердечником или с твердым железным сердечником.

При тестировании выяснилось, что вариант с воздушным сердечником работает немного лучше, чем с железным сердечником.Каждая из этих двух катушек состоит из 4000 витков, намотанных на катушки диаметром 22 мм с использованием суперэмалированного медного провода 0,7 мм (AWG # 21 или SWG 22). Все катушки имеют одинаковые характеристики провода.

Используя эту настройку катушки, прототип мог работать без остановок в течение примерно 21 дня, постоянно сохраняя аккумулятор привода на 12,7 вольт. Через 21 день система была остановлена ​​для некоторых модификаций и снова протестирована с использованием совершенно новой конструкции.

В конструкции, показанной выше, ток, протекающий от аккумуляторной батареи в цепь, на самом деле составляет 70 миллиампер, что на 12.7 вольт дают входную мощность 0,89 Вт. Выходная мощность составляет около 40 Вт, что подтверждает коэффициент полезного действия 45.

Без учета трех дополнительных аккумуляторов на 12 В, которые дополнительно заряжаются одновременно. Результаты действительно кажутся чрезвычайно впечатляющими для предложенной схемы.

Метод привода так много раз использовался Джоном Бедини, что создатель решил поэкспериментировать с подходом Джона к оптимизации для достижения максимальной эффективности. Даже в этом случае он обнаружил, что в конечном итоге полупроводник с эффектом Холла, специально правильно выровненный с магнитом, дает наиболее эффективные результаты.

Дальнейшие исследования продолжаются, и на данный момент выходная мощность достигла 60 Вт. Это выглядит поистине потрясающе для такой крошечной системы, особенно когда вы видите, что в ней нет реалистичного ввода. Для этого следующего шага мы уменьшаем батарею до одной. Схема показана ниже:

В рамках этой схемы на катушку «B» также подаются импульсы транзистора, и выходной сигнал от катушек вокруг ротора теперь направляется на выходной инвертор.

Здесь снимается приводная батарея и заменяется маломощным трансформатором 30 В и диодом.Он, в свою очередь, управляется выходом инвертора. Небольшое вращательное движение ротора создает достаточный заряд конденсатора, чтобы система могла запускаться без батареи. Выходная мощность для этой нынешней установки достигает 60 Вт, что на 50% больше.

3 батареи на 12 В также снимаются, и цепь может легко работать, используя только одну батарею. Непрерывная выходная мощность от одиночной батареи, которая никоим образом не требует внешней подзарядки, кажется большим достижением.

Следующее усовершенствование — это схема, включающая датчик Холла и полевой транзистор. Датчик Холла расположен точно по одной линии с магнитами. Это означает, что датчик помещается между одной из катушек и магнитом ротора. У нас есть зазор 1 мм между датчиком и ротором. На следующем изображении показано, как именно это должно быть сделано:

Другой вид сверху, когда катушка находится в правильном положении:

Эта схема показала огромные 150 ватт безостановочной выходной мощности с использованием трех 12-вольтных батарей.Первая батарея помогает питать схему, а вторая перезаряжается с помощью трех диодов, подключенных параллельно, чтобы увеличить ток, передаваемый для заряжаемой батареи.

Переключатель DPDT «RL1» меняет местами подключения батареи каждые пару минут с помощью схемы, показанной ниже. Эта операция позволяет обеим батареям все время оставаться полностью заряженными.

Ток зарядки также проходит через второй набор из трех параллельных диодов, заряжающих третью 12-вольтовую батарею.Эта третья батарея управляет инвертором, через который работает предполагаемая нагрузка. В качестве тестовой нагрузки для этой установки использовалась лампа мощностью 100 Вт и вентилятор на 50 Вт.

Датчик Холла переключает NPN-транзистор, тем не менее, практически любой быстродействующий транзистор, например BC109 или 2N2222 BJT, будет работать очень хорошо. Вы поймете, что все катушки на данный момент управляются полевым транзистором IRF840. Реле, используемое для переключения, представляет собой защелкивающийся тип, как показано в этой конструкции:

И оно питается от низкоточного таймера IC555N, как показано ниже:

Синие конденсаторы выбираются для переключения конкретного фактического реле, которое используется в схема.Это позволяет реле включаться и выключаться на короткое время каждые пять минут или около того. Резисторы 18K над конденсаторами расположены так, чтобы разряжать конденсатор в течение пяти минут, когда таймер находится в состоянии ВЫКЛ.

Однако, если вы не хотите, чтобы это переключение между батареями, вы можете просто настроить его следующим образом:

В этой конфигурации батарея, питающая инвертор, подключенный к нагрузке, имеет более высокую емкость. Хотя создатель использовал пару аккумуляторов емкостью 7 Ач, можно использовать любую обычную 12-вольтовую аккумуляторную батарею для скутеров емкостью 12 А · ч.

Обычно одна из катушек используется для подачи тока к выходной батарее и одна оставшаяся катушка, которая может быть частью трехжильной основной катушки. Это принято для подачи напряжения питания непосредственно на аккумуляторную батарею.

Диод 1N5408 рассчитан на работу с током 100 В и током 3 А. Диоды без значения могут быть любым диодом, например диодом 1N4148. Концы катушек, присоединенные к полевому транзистору IRF840, физически устанавливаются по окружности ротора.

Таких катушек 5 штук. Те, которые имеют серый цвет, показывают, что крайние правые три катушки состоят из отдельных жил основной трехпроводной композитной катушки, уже обработанной в наших более ранних схемах.

В то время как мы видели использование трехжильной витой проволочной катушки для коммутации Бедини, используемой как для возбуждения, так и для вывода, в конечном итоге было обнаружено, что использование этого типа катушки не требуется.

Следовательно, обычная спиральная катушка, намотанная на 1500 граммов 0.Эмалированная медная проволока диаметром 71 мм оказалась столь же эффективной. Дальнейшие эксперименты и исследования помогли разработать следующую схему, которая работала даже лучше, чем предыдущие версии:

В этой улучшенной конструкции мы находим использование 12-вольтного реле без фиксации. Реле рассчитано на потребление около 100 миллиампер при 12 вольт.

Подключение резистора 75 Ом или 100 Ом последовательно с катушкой реле помогает снизить потребление до 60 мА.

Он потребляется только половину времени во время его периодов работы, потому что он остается нерабочим, пока его контакты находятся в положении N / C. Как и предыдущие версии, эта система тоже работает без каких-либо проблем.

Автор: Патрик Дж. Келли

Отзыв от одного из преданных читателей этого блога, г-на Тамала Индика

Уважаемый Свагатам Сэр,

Большое спасибо за ваш ответ, и я вам благодарен за то, что ободряли меня. Когда вы обратились ко мне с этой просьбой, я уже установил еще 4 катушки для моего маленького двигателя Bedini, чтобы сделать его более эффективным. Но я не мог создать схемы Бедини с транзисторами для этих 4 катушек, так как не мог купить оборудование.

Но все же мой мотор Бедини работает с предыдущими 4 катушками, даже если есть небольшое сопротивление ферритовых сердечников недавно подключенных других четырех катушек, поскольку эти катушки ничего не делают, а просто сидят вокруг моего маленького магнитного ротора.Но мой мотор все еще может заряжать аккумулятор 12 В 7 А, когда я вожу его с батареями 3,7.

По вашему запросу, я приложил к настоящему видео-ролик о моем двигателе Bedini, и я советую вам посмотреть его до конца, так как в начале вольтметр показывает, что аккумулятор Charge имеет напряжение 13,6 В, а после запуска двигателя оно поднимается до 13,7 В, а через 3-4 минуты поднимается до 13,8 В.

Я использовал маленькие батарейки 3,7 В для привода своего маленького двигателя Бедини, и это хорошо доказывает эффективность двигателя Бедини. В моем двигателе 1 катушка является бифилярной катушкой, а другие 3 катушки запускаются тем же триггером этой бифилярной катушки, и эти три катушки повышают энергию двигателя, выдавая еще несколько шипов катушки при ускорении ротора магнита. . В этом секрет моего маленького мотора Бедини, поскольку я подключал катушки в параллельном режиме.

Я уверен, что когда я использую другие 4 катушки с цепями Bedini, мой двигатель будет работать более эффективно, а магнитный ротор будет вращаться с огромной скоростью.

Я пришлю вам еще один видеоклип, когда закончу создавать схемы Бедини.

С уважением!

Thamal Indika

Результаты практических испытаний

make-wind-power-how-choose-right-motor — Web

Очевидно, что двигатель, который вы используете, является наиболее важной частью вашего ветра генератор энергии. Если вы новичок в создании небольших ветряных турбин, то обнаружите, что это может быть одним из самых запутанных (и спорных) аспектов процесса.Моторы, генераторы, генераторы, о боже !? Вы найдете много слов, которые, кажется, относятся к одним и тем же вещам.

Так почему он называется мотором?

Из многих промышленных двигателей получаются отличные и очень доступные ветряные генераторы. В ветряной турбине двигатель используется для выработки электричества. Технически «мотор» больше не будет называться «мотором»; это будет «генератор» или «генератор переменного тока». В этой статье рассматриваются потенциальные двигатели, которые можно недорого купить в Интернете в качестве излишков и использовать для создания собственного ветрогенератора.

Очевидно, что важно выбрать подходящий двигатель для своего генератора. Выберите неправильный, и вы можете обнаружить, что:

• Ваш ветрогенератор не производит электричество.
• Ваш ветрогенератор вырабатывает электричество, но никогда не достигнет напряжения, достаточно высокого для производства электричества, пригодного для использования.
• Ваш ветрогенератор изначально будет работать, но через несколько дней или недель он перегреется и перестанет работать.

Но не расстраивайтесь.Существуют сотни двигателей, которые будут производить несколько сотен или даже тысяч ватт полезной энергии. И что еще лучше, мы дадим несколько советов, как их найти по разумной цене.

Есть три способа, которыми генераторы производят электричество: либо посредством индукции; с помощью возбудителя; или с помощью ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ.

Магниты, магниты, магниты!

Самоделы строят ветряные генераторы почти исключительно с двигателями с постоянными магнитами, потому что они широко доступны, надежны из-за характера своей конструкции и начинают вырабатывать электричество практически при любых оборотах в минуту.Чего нельзя сказать о некоторых других типах двигателей.

Внутри двигателя с постоянными магнитами находится катушка из намотанной меди, окруженная постоянными магнитами. Эти двигатели вращаются с помощью электромагнитной индукции, что означает, что электричество подается на намотанный медный провод, который создает магнитное поле. Магнитное поле, создаваемое электричеством, протекающим по медному проводу, противодействует постоянным магнитам в корпусе двигателя. В результате медный провод, прикрепленный к валу двигателя, пытается «оттолкнуться» от постоянных магнитов. Итак, ваш мотор начинает крутиться!

Те же рассуждения применяются при рассмотрении двигателя с постоянными магнитами в качестве генератора. Прядение медной проволоки с использованием энергии ветра в присутствии магнитов создает разность напряжений между двумя концами медной проволоки. Разница в напряжении заставляет электрические заряды (электроны) течь по медному проводу, генерируя электрический ток.
Итак, теперь вы понимаете основные принципы работы генератора.

Итак, на что следует обратить внимание при выборе двигателя?

Отношение вольт к оборотам в минуту

Отношение вольт к оборотам в минуту — одна из наиболее важных характеристик, на которые следует обращать внимание при выборе двигателя.Большинство домашних мастеров используют свой двигатель для зарядки 12-вольтовой батареи из-за их стоимости и широкой доступности. Для зарядки 12-вольтовой батареи необходимо, чтобы двигатель с постоянными магнитами вырабатывал не менее 12 вольт. В противном случае он не сможет преодолеть сопротивление батареи 12 В, и двигатель никогда не будет заряжать батарею. Как узнать, способен ли ваш двигатель вырабатывать более 12 вольт при ветре? Читать дальше.

Отношение напряжения к числу оборотов двигателя с постоянными магнитами определяется как вольты, необходимые для вращения двигателя при заданных оборотах в минуту (оборотов в минуту).Итак, предположим, что у вас есть двигатель с постоянными магнитами, на этикетке которого написано: «100 вольт, 2500 об / мин». Это просто означает, что если вы запитаете двигатель напряжением 100 вольт, он будет вращаться со скоростью 2500 об / мин. Его соотношение вольт к оборотам составляет 0,040 В / об / мин (100 делятся на 2500).

Это число дает приблизительную оценку того, сколько вольт будет генерировать двигатель при данной частоте вращения. Теперь предположим, что наш 100-вольтный двигатель с частотой вращения 2500 об / мин вращается со скоростью 450 об / мин. Какое напряжение он будет выдавать при таких оборотах? Расчет выглядит следующим образом:

(450 об / мин) x (0.04 Вольт / об / мин) = 18 Вольт

Теперь нужно сделать еще один шаг. Мы должны умножить 18 Вольт на 80%. Почему? Потому что 18 Вольт — это число, только если мотор используется как мотор. Этот мотор не используется в качестве мотора. Он используется как генератор, но не на 100% эффективен как генератор. В качестве генератора его КПД составляет примерно 80-85%.

Следовательно, 18 В x 0,8 = 14,4 В

Мы знаем, сколько Вольт будет выдавать наш двигатель при 450 об / мин: 14,4 Вольт. Затем мы должны рассмотреть реалистичные обороты ветряного генератора.Скорее всего, вы строите «небольшой» ветрогенератор мощностью от 100 до 500 Вт. Если поставить на этот двигатель несколько хорошо сконструированных лопастей диаметром от 50 до 60 дюймов, то при скорости ветра 8-10 миль в час, когда двигатель находится под нагрузкой, легко будет развиваться скорость 450 об / мин (под нагрузкой двигатель подключен к блоку батарей. A Генератор должен работать больше, когда он находится под нагрузкой, и поэтому он будет вращаться немного медленнее по сравнению с тем, когда он не находится под нагрузкой). Таким образом, этот мотор начнет заряжать аккумуляторную батарею на 12 В при скорости ветра около 8-10 миль в час.

Это именно то, к чему вы стремитесь, и поэтому мы можем сделать вывод, что этот двигатель с постоянными магнитами может хорошо работать с ветрогенератором.

Отношение напряжения к частоте вращения НЕ МЕНЬШЕ 0,035 является минимальным требованием при поиске двигателя с постоянными магнитами. Если число больше 0,035, это прекрасно. Если число меньше 0,035, этого, скорее всего, будет недостаточно, если только он не расположен в районе с сильными ветрами.

Номинальная сила тока

Следующий пункт — номинальная сила тока двигателя.Это дает информацию о том, какой ток будет выдавать двигатель в качестве генератора. Исходя из нашего опыта, очень сложно предсказать, какой ток будет выдавать ваш двигатель в качестве генератора. Мы видели двигатели, которые вырабатывают больше ампер, чем те, на которые они рассчитаны. Однако одно остается верным: чем выше номинальная сила тока, тем лучше. Вам следует искать двигатель с минимальной номинальной силой тока не менее 5 А. Что-нибудь выше 5 ампер, и все готово.
Мощность, которую производит ветрогенератор, прямо пропорциональна току и напряжению:

Фактически, мощность = Вольт x Ампер

Помните, что чем больше ампер и вольт создает ветрогенератор, тем больше мощности он производит!

Так что запомните эти три критических момента:

Эта статья является лишь введением, и мы упускаем из виду некоторые детали, чтобы все было просто и лаконично. Но эта информация — все, что вам нужно для уверенной покупки двигателя ветрогенератора.

Если у вас есть более конкретные вопросы о моторе или моторах, которые вы нашли, напишите нам по электронной почте или задайте вопросы на наших форумах пользователей. Наши сотрудники или один из участников нашего форума будут рады ответить на ваши конкретные вопросы.

И, пожалуйста, ознакомьтесь с ассортиментом качественных продуктов WindyNation, доступным прямо здесь, на нашем веб-сайте. Сравните их с конкурентами и посмотрите, сможет ли кто-нибудь превзойти нашу 90-дневную гарантию возврата денег!

Анализ конструкции электродвигателя и генератора с помощью COMSOL®

В этом сообщении блога мы исследуем 12-контактный 10-полюсный двигатель с постоянными магнитами, смоделированный в программном обеспечении COMSOL Multiphysics® и модуле переменного / постоянного тока. Машина в этом примере служит типичным примером вращающегося устройства и имеет внешний диаметр 35 мм и осевую длину 80 мм.С небольшими изменениями входных условий та же модель может стать двигателем или генератором. В следующих статьях блога мы подробно рассмотрим каждый из обсуждаемых здесь аспектов дизайна.

Это первая запись в блоге из серии, в которой обсуждается, как получить представление о некоторых аспектах проектирования вращающихся машин, используя возможности моделирования и постобработки программного обеспечения COMSOL Multiphysics®. Часть 2 посвящена вычислению потерь, температуры и эффективности электродвигателей.

Конструкции электродвигателей и генераторов

: установка модели

В двигателе с постоянными магнитами магнитные поля ротора вращаются синхронно с магнитными полями, создаваемыми токами статора.Взаимодействие магнитных полей ротора и статора создает чистый крутящий момент, который позволяет двигателю преобразовывать токи обмоток в механическую энергию. Вследствие синхронного характера возбуждения в двигателе с постоянными магнитами на мгновенный крутящий момент сильно влияет угловое положение ротора, поскольку положение синхронизируется с токами статора. Это отличается от асинхронных машин, где обмотки статора индуцируют магнитные поля ротора в зависимости от отставания в скорости между ротором и статором (отсюда и его популярное название, индукционная машина , ).{\ circ} / N_p}, где N_p — количество полюсов ротора. Знаменатель дает угловой размах одного полюса ротора.

Исследование и оптимизация распределения магнитного поля

Распределение магнитного поля является очень важным фактором при проектировании электрических машин. В синхронно вращающихся машинах ключевым параметром для исследования наведенных напряжений является пространственное распределение потока в воздушном зазоре (поток, передаваемый между ротором и статором). Напряжение фазы статора будет синусоидальным только в том случае, если радиальный магнитный поток имеет синусоидальное распределение по периферии ротора.Эта пространственная форма волны также называется волной магнитодвижущей силы (МДС) воздушного зазора. Если волна MMF несинусоидальна, в индуцированное напряжение вводятся гармоники более высокого порядка.

В этой модели, чтобы получить волну MMF воздушного зазора, мы оцениваем радиальную составляющую плотности магнитного потока вдоль границы сплошности. По мере вращения ротора мы можем наблюдать, как волна MMF развивается с течением времени. Просто осмотрев, мы можем понять, что индуцированное напряжение не будет идеально синусоидальным.В следующей серии блогов мы объясним, как получить пространственные и временные преобразования Фурье магнитного потока в воздушном зазоре и как связать их с конкатенированным потоком и гармоническим искажением напряжения.

Слева: изменение плотности магнитного потока при вращении ротора. Справа: Развитие волны MMF в воздушном зазоре при вращении ротора.

Исследование и оптимизация механического крутящего момента

Существует несколько способов возбуждения обмоток статора для конкретной комбинации паз / полюс двигателя с постоянными магнитами.Схема, показанная на схеме модели машины с постоянными магнитами (первая фигура в сообщении в блоге), является одним из способов управления 12-контактным 10-полюсным двигателем с постоянными магнитами. Возбуждение обмотки статора (или начальное положение ротора) необходимо отрегулировать так, чтобы к ротору прилагался максимальный крутящий момент. Для этого ротору придается начальное угловое смещение. Угол ротора \ alpha изменяется в пределах углового диапазона одного магнита ротора, и вычисляется средний крутящий момент. В качестве начального положения ротора выбрано значение начального углового смещения, соответствующее максимальному среднему крутящему моменту.Таким образом, становится легче визуализировать, какое относительное положение статора и ротора создает максимальный крутящий момент.

В представленном здесь случае наблюдаются два максимума:

1. Положительный максимум, который будет соответствовать вращению против часовой стрелки — после применения правильной последовательности фаз.
2. Отрицательный максимум, который приведет к вращению по часовой стрелке (также здесь, после точной настройки последовательности фаз)

Форма кривой крутящего момента ротора, приведенная в следующем разделе, соответствует положительному максимуму кривой среднего крутящего момента ротора.{\ circ}).

Исследование и оптимизация использования железа и потерь

Используя график плотности магнитного потока, мы можем исследовать распределение плотности потока в железном сердечнике. В некоторых частях геометрии ярмо может образовывать узкое место, которое может подтолкнуть значение плотности магнитного потока к области насыщения кривой B-H. В других случаях он достаточно широкий, чтобы создавать области с низкой напряженностью поля. Когда определенная часть ярма постоянно показывает слабое поле, эта часть недостаточно используется для создания крутящего момента.{\ circ}, как получено из кривой среднего крутящего момента в предыдущем разделе. Как видно из графиков и кривой крутящего момента ниже, использование чугуна оптимально, когда толщина чугуна составляет около 2 мм: менее 2 мм отрицательно повлияет на крутящий момент, а увеличение количества добавит ненужный материал. — и поэтому; вес, а стоимость — до мотора.

Распределение плотности магнитного потока для различных значений толщины железа. Слева: 1 мм. Центр: 2 мм.Справа: 3 мм.

Изменение формы кривой крутящего момента ротора в зависимости от толщины железа.

Но это еще не все: при определении толщины железа необходимо учитывать дополнительные факторы, такие как механическая прочность, резистивные и магнитные потери. При исследовании плотности магнитного потока и крутящего момента можно также оценить влияние различной толщины железа на потери в стали. Начиная с версии COMSOL Multiphysics 5.6, имеется встроенная функция расчета потерь , позволяющая легко оценивать потери в меди и в стали с помощью уравнения Штейнмеца , формулировки Bertotti или определяемой пользователем модели потерь.В следующих статьях блога мы продолжим обсуждение мультифизических аспектов моделирования вращающихся машин, таких как расчет эффективности, оценка повышения температуры, анализ вибрации и исследование шума.

Распределение потерь в стали для различных значений толщины железа. Слева: 1 мм. Центр: 2 мм. Справа: 3 мм.

Сводка

Мы обсудили использование некоторых функций COMSOL Multiphysics и модуля AC / DC, чтобы легко понять некоторые аспекты конструкции вращающихся машин.Мы видели, как линейный график радиальной плотности магнитного потока в воздушном зазоре показывает нам, будет ли индуцированное напряжение синусоидальным. С помощью COMSOL Multiphysics можно использовать параметр Parametric Sweep для определения начального угла ротора, при котором создается максимальный крутящий момент ротора. Поверхностный график плотности магнитного потока в машине позволяет визуально определить, оптимально ли использование чугуна для эффективного производства крутящего момента. Влияние толщины железа на потери в стали также можно наблюдать с помощью встроенных моделей потерь, предлагаемых COMSOL Multiphysics.

Этот первый пост в блоге из серии показывает, как мощные возможности моделирования и постобработки COMSOL Multiphysics могут быть использованы для получения ценной информации о конструкции вращающихся машин. В следующих статьях блога будут подробно обсуждаться методы расчета крутящего момента, расчет эффективности, анализ потерь в стали и тепловых характеристик, а также проверка вибрации и шума двигателя. Быть в курсе!

Попробуйте сами

Попробуйте смоделировать обсуждаемый здесь электродвигатель, нажав кнопку ниже:

Создайте самодельную систему генератора переменного / постоянного тока высокой мощности

Эта запись была опубликована 23 сентября 1999 года на сайте TheEpicenter.com.

СИСТЕМА Компоненты для самодельной системы генератора переменного / постоянного тока

• Двигатель, работающий на газе (или пропане)
• Муфты вала прямого привода
• Головка генератора переменного тока, 3600 об / мин
• Генератор GM, 12 или 24 В
• Промышленный клиновой ремень
• Шкив (аналогично показанному)
• Кронштейн генератора горизонтальный (собственный Эпицентр!)

Компоненты ПОДСИСТЕМЫ для самодельной системы генератора переменного / постоянного тока

Основные компоненты в подсекции переменного тока

Проект может остановиться на этом, если DC не требуется *

Компоненты, увеличивающие возможность зарядки постоянным током

Установите генератор на двигатель!

Добавьте этот кронштейн — упрощает! Добавьте кабели для последнего штриха.

* Обратите внимание: TheEpicenter.com не продает головки для генераторов переменного тока.

Вопросы по генератору

Q: Так зачем мне создавать собственный генератор, если я могу просто купить его, готовый к работе?

A: Чертовски хороший вопрос!

Во многих случаях лучше просто выложить деньги и купить качественный генератор переменного тока, такой как эта модель Generac, но в других случаях действительно невозможно получить все, что вы хотите, не сделав это самостоятельно. Это если вам нужно много зарядки постоянным током, а также синусоидальный переменный ток.

С другой стороны, создание идеальной системы может стоить не так дорого, как вы думаете, если у вас уже есть один из ключевых компонентов.

Вы можете быть одним из тех мастеров, у которых может быть запасной двигатель, и вы могли бы использовать его для привода головки генератора без необходимости покупать дорогую специализированную систему генератора переменного тока. В некоторых случаях может быть дешевле купить головку генератора и повторно использовать двигатель от чего-то еще, в чем вы больше не нуждаетесь или нуждаетесь только в течение нескольких месяцев в году.

Хорошим примером может служить человек, у которого сидит мойка высокого давления с большим двигателем, возможно, качественным и дорогим, как у Honda. В этом случае вы можете снять насос в сборе со своей стиральной машины и прикрепить генераторную головку, когда это необходимо зимой, а весной вы можете снять генераторную головку и снова прикрепить блок насоса мойки высокого давления.

Лучше было бы построить многоцелевую систему выработки электроэнергии, потому что в настоящее время ее нельзя купить.В этом приложении вам может потребоваться зарядить батарею, например, одновременно с наличием некоторой мощности переменного тока. В этом приложении один и тот же двигатель может напрямую приводить в действие головку генератора, одновременно приводя в движение генератор переменного тока для зарядки постоянным током.

В общем, когда кто-то хочет зарядить батарею, часто бывает доступна избыточная мощность, которую можно использовать для одновременной работы головки генератора переменного тока. Или, с другой стороны, вам может потребоваться питание переменного тока для ремонта дома с помощью электроинструментов, или вам может потребоваться включить микроволновую печь, холодильник или что-то еще, и вы хотели бы одновременно зарядить свои батареи.

Здесь слева показан прототип проекта, над которым я экспериментирую для собственного использования.

Головка генератора переменного тока напрямую соединена с двигателем Tecumseh 8 HP и имеет 12-вольтный генератор переменного тока с ременным приводом, установленный на нашем горизонтальном кронштейне генератора, который прикреплен к двигателю. Чтобы получить полную номинальную выходную мощность 6000 Вт пиковой мощности от головки генератора, этот конкретный двигатель не имеет достаточной мощности. Чтобы развить полную номинальную выходную мощность этой головки, двигатель действительно должен быть моделью 10 л. с., такой как HM100, или, еще лучше, моделью 11 л.с. для немного большего запаса прочности.Конечно, использование генератора переменного тока исключительно на этом двигателе является примером чрезмерной эксплуатации, но сочетание более низкой выходной мощности переменного тока при наличии постоянного тока обеспечивает довольно эффективное использование топлива и ресурсов.

В моем приложении мне не требуется более 2500 Вт переменного тока, для чего обычно требуется двигатель мощностью около 5 л.с. Оставшиеся 3 лошадиные силы могут быть выделены на подсистему зарядки постоянного тока с помощью подключенного генератора переменного тока.

Вот еще один вид, на котором вы можете увидеть компоненты прямого и ременного привода.

Давайте посмотрим, что действительно требуется для того, чтобы эта генераторная головка вырабатывала переменный ток для определенных уровней выходного тока.

Для полной мощности производитель указывает двигатель мощностью 11 л.с., но могут использоваться и другие двигатели, если вы не нарушаете общие правила, изложенные ниже. Попытка потребить больше мощности, чем показано ниже, при использовании двигателя ниже номинальной мощности в лошадиных силах приведет к тому, что генератор будет вырабатывать напряжение переменного тока ниже указанного на выходе. В некоторых случаях это может привести к потере энергии, что может привести к электрическому повреждению устройств, на которые подается питание.Следует принять особые меры предосторожности, чтобы гарантировать, что приведенные ниже номинальные значения мощности в лошадиных силах и выходная мощность или уровни не нарушаются.

Итак, если вы используете двигатель мощностью 8 л. генератор, работающий, скажем, на 40 ампер (14.4 вольта x 40 ампер = 576 Вт) с небольшим пространством для головы, когда ремень приводится в движение с того же вала.

Хотя производитель специально заявляет, что для развития полной номинальной мощности требуется мощность двигателя, эквивалентная одиннадцати лошадиным силам, меньшие версии этой генераторной головки производят более низкие продолжительные характеристики, указанные в таблице, и требуют меньшей мощности. Мы экстраполировали данные, представленные в спецификациях для меньших головок генератора, и, хотя большая пиковая головка 6000 Вт имеет большую массу в роторе, мы реалистично ожидаем, что для вращения ротора не требуется такой большой дополнительной мощности, особенно с учетом герметичности шариковые подшипники используются на обоих концах головки.

Я предполагаю, что я пытаюсь сказать, что если вы можете гарантировать, что никогда не будете пытаться вытащить слишком много переменного тока из головки генератора, то даже небольшой двигатель не заглохнет, и будет доступна дополнительная мощность для других целей. как запуск генератора переменного тока, как показано в прототипе.

Итак, давайте обсудим некоторые вопросы

Типичные газовые двигатели оценивают свою мощность в лошадиных силах при 3600 об / мин.

Если двигатель используется на скоростях ниже этого номинального значения, двигатель не развивает полный номинальный выходной крутящий момент и мощность в лошадиных силах.

Однако работа двигателя на более низких оборотах увеличивает топливную экономичность и снижает износ, поэтому всегда есть компромиссы.

Следует также отметить, что выходной вал этих небольших двигателей вращается против часовой стрелки, если смотреть со стороны выходного вала двигателя. Это то, что придет снова!

Поскольку большинство двигателей рассчитано на 3600 об / мин, вы заметите, что многие головки генератора также рассчитаны на вращение со скоростью 3600 об / мин.

Если вы попытаетесь запустить головку генератора переменного тока на скорости ниже номинальной 3600 об / мин, в этом случае выходное напряжение переменного тока не будет составлять 120 вольт, а будет более низким. Некоторое оборудование, которое вы собираетесь использовать, может быть более снисходительным к более низкому напряжению, какое-то оборудование может быть повреждено, поэтому очень важно, чтобы вы вращали генератор с правильной частотой вращения.
Более подробное обсуждение установки числа оборотов двигателя и головки генератора можно найти в следующем разделе.

Также следует отметить, что вал головки генератора должен вращаться по часовой стрелке, если смотреть со стороны вала головки генератора. Итак, расположите валы лицом друг к другу и угадайте, что? И двигатель, и головка генератора вращаются в правильном направлении.Это позволяет напрямую приводить в действие головку генератора с помощью муфты вала.

А теперь поговорим о подключении двигателя к генераторной головке

Вопрос: Как вы напрямую приводите в действие головку генератора с двигателем?

A: Узел муфты вала прямого привода.

Для соединения выходного вала двигателя с входным валом головки генератора (или чем-либо еще) требуется специальная муфта вала. В основном нужно три штуки.

Выберите половину муфты, размер которой соответствует валу двигателя (или размеру ведущего вала), затем выберите половину муфты, которая имеет правильный размер для головки генератора (или размер ведомого вала).

Затем две соединительные муфты соединяются с помощью так называемой крестовины.

Обратите внимание, что каждая муфта вала имеет по 3 пальца, а крестовина имеет 6 пазов. Три пальца со стороны двигателя входят в три паза крестовины, а три пальца со стороны соединителя генератора входят в другие три паза на крестовине. Этот узел муфты допускает перекос между двумя валами на несколько степеней и защищает подшипники от боковых нагрузок, которые могут возникнуть в результате перекоса.

Эти муфты доступны в нескольких размерах. На сайте TheEpicenter.com доступны несколько размеров.

Q: Когда вы строите свой собственный генератор переменного тока, используя газовый двигатель и головку генератора переменного тока, как вы настраиваете комбинацию, чтобы система вырабатывала правильное выходное напряжение и вращала головку генератора с правильной скоростью?

A: Можно использовать два подхода:

Измерьте напряжение переменного тока для регулировки оборотов двигателя.

Этот вольтметр переменного тока подключается непосредственно к любой розетке переменного тока и отображает измеренное напряжение без необходимости использования портативного цифрового вольтметра и пробников для подключения к розетке переменного тока.Глюкометр имеет встроенную вилку переменного тока на задней стороне.

Напряжения в стандартном диапазоне от 115 до 125 вольт выделены зеленым цветом, что указывает на допустимые параметры напряжения. Напряжения, выходящие за пределы этих диапазонов, обозначены красным. Этот измеритель обеспечивает легко читаемую индикацию выходного напряжения генератора.
Измеряйте обороты двигателя с помощью индуктивного тахометра, а также знайте, когда менять масло!
Это устройство позволяет контролировать и настраивать частоту вращения двигателя таким образом, чтобы он вращался с указанной частотой вращения, необходимой для головки генератора.Это счетчик оборотов (оборотов в минуту) или тахометр. Он индуктивно подключается к проводу свечи зажигания и определяет скорость зажигания свечи зажигания в течение заданного периода времени. Результат измерения отображается в оборотах в минуту. Затем можно регулировать частоту вращения двигателя до тех пор, пока не будет достигнута указанная частота вращения головки генератора. Если частота вращения регулируется в соответствии со спецификацией производителя для головки генератора, номинальная выходная мощность генератора будет составлять 120/240 вольт в зависимости от конструкции и технических характеристик головки генератора переменного тока.

Показанное устройство также ведет текущий общий объем использования двигателя и отображает количество часов и минут, в течение которых двигатель проработал. Пока двигатель производит искру, отображается частота вращения. После остановки двигателя отображается общее время работы двигателя в часах и минутах. Следует отметить, что в этом Tac счетчик моточасов не может быть сброшен. Однако отображаемое кумулятивное время работы чрезвычайно полезно при принятии решения о том, когда вам нужно выполнять регулярное обслуживание, например, замену масла.

Двигатели, которые не вращаются со скоростью 3600 об / мин

В: Что делать, если у меня двигатель не вращается со скоростью 3600 об / мин? Можно ли как-нибудь использовать такую ​​головку генератора?

A: Да! Но это немного сложнее.

Конфигурация ременного привода

В этой генераторной головке установлены двойные шарикоподшипники, позволяющие использовать ременную передачу.

В этой конфигурации подшипники генератора испытывают большую боковую нагрузку, и не все головки генератора построены с необходимыми подшипниками, чтобы выдерживать эту боковую нагрузку.Однако используемая нами головка генератора предназначена для выполнения этой работы.

Вот как вы могли бы определить, какой размер шкива использовать:
Соотношение оборотов в минуту = Соотношение размера шкива

Подробнее:
Обороты двигателя / Обороты генератора = Размер шкива генератора / Размер шкива двигателя.

Итак, зная, что генератор должен вращаться со скоростью 3600 об / мин, затем определите, с какой скоростью двигатель должен работать. Это соотношение будет определять необходимое соотношение шкивов.

Скажем, например, что это дизельный двигатель, который должен работать со скоростью 1800 об / мин для достижения полного номинального крутящего момента.Затем подставьте значения в уравнение, и вы получите:

1800 об / мин / 3600 об / мин = 1/2 = размер шкива генератора / размер шкива двигателя.

Итак, какой бы размер шкива ни был выбран для генератора, размер шкива двигателя должен быть в 2 раза больше.

Выбор размера шкива также осложняется тем фактом, что не все шкивы доступны для всех диаметров вала. И внешний диаметр шкива не всегда является эффективным диаметром при использовании ремня одного типа в отличие от ремня другого типа.Поскольку ремни разных стилей перемещаются выше или ниже в канавке шкива, эффективный диаметр шкива может измениться, если используется другой тип ремня, но эффект заметен на обоих шкивах, поэтому соотношение размеров шкива все еще применимо для большинство приложений.

Если вы не можете определить пару шкивов, которые являются стандартными, доступными и дают вам точное соотношение, тогда есть три варианта:
1. Вы можете использовать так называемый шкив с переменным шагом, то есть шкив, позволяющий регулировать ширину канавки.Они очень специализированные и немного дорогие. Поскольку ремень имеет фиксированную ширину, регулировка ширины шкива «переменного шага» заставляет ремень перемещаться выше или ниже в канавке, таким образом эффективно регулируя «диаметр шага» шкива. Я упоминаю об этом только из академических соображений (чтобы какая-то умная задница меня не победила), потому что другие варианты ниже проще.

2. Используйте пару, которая дает наименьшую ошибку передаточного числа, а затем отрегулируйте дроссельную заслонку двигателя для компенсации.Этот метод не может быть выполнен простым использованием тахометра без выполнения некоторых вычислений для корректировки показаний tac. Лучшим выбором было бы использовать вольтметр и регулировать дроссельную заслонку до тех пор, пока на выходе генератора не будет достигнуто 120 вольт.

3. Можно использовать промежуточный вал и комбинацию двух передаточных чисел шкивов. Эта опция необходима только в ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ случаях, когда соотношение таково, что никакие комбинации не подходят близко, или у вас нет доступа к шкивам, которые подходят к одному из ваших валов.Я не собираюсь подробно обсуждать это, поскольку это становится немного сложнее, но ниже приведен пример использования промежуточного вала.

Мы составили приведенную ниже таблицу, чтобы помочь вам найти размеры шкивов, которые считаются стандартными в отрасли. У нас нет в наличии все эти размеры, но мы можем специально заказать один для вас, если вы не можете найти на месте тот, который соответствует вашим потребностям. Ячейки, отмеченные знаком «X», указывают на то, что шкив доступен с комбинацией вала и диаметра. Пустые ячейки (или черные в зависимости от вашего браузера) указывают на то, что шкив обычно не доступен в этой комбинации размера и диаметра вала.

Обратите внимание, что «размер шкива», показанный ниже, является внешним диаметром. Фактический диаметр деления зависит от того, какой ремень используется. Например, если используется ремень типа «А», они спускаются в канавке, так что вы можете вычесть 0,25 дюйма из показанного размера.

Размер шкива	Размер вала
	1/2 дюйма	5/8 дюйма	3/4 дюйма	7/8 дюйма	1 дюйм
1.75	Х	Х	–	–	–
2,00	Х	Х	Х	–	–
2,20	Х	Х	Х	–	–
2,50	Х	Х	Х	Х	–
2,80	Х	Х	Х	Х	–
3. 05	–	Х	–	Х	–
3,45	Х	Х	Х	Х	–
3,75	Х	Х	Х	Х	Х
3,95	Х	Х	Х	Х	Х
4,25	–	–	–	Х	–
4.45	Х	Х	Х	Х	Х
4,75	–	–	–	Х	–
4,95	Х	Х	Х	Х	Х
5,25	–	–	–	Х	–
5,45	Х	Х	Х	Х	Х
5. 75	–	–	–	Х	–
5,93	–	Х	Х	Х	Х
6,25	–	–	–	Х	–
6,93	–	Х	Х	Х	Х
7,93	–	Х	Х	Х	Х
8.93	–	Х	Х	Х	Х
9,93	–	–	Х	Х	Х
10,93	–	–	Х	Х	Х
11,93	–	–	–	Х	Х
13,25	–	–	–	–	Х
14. 16	–	–	–	Х	Х

Вот практический пример использования промежуточного вала и двойного шкива

В показанном примере я пытался преобразовать асинхронный двигатель в генератор (это то, что описано в буклете «Секреты генератора»). Двигатель слева — это силовой двигатель с одним хрипом, который вращается со скоростью 3450 об / мин при питании от 120 В переменного тока, а двигатель справа — асинхронный двигатель, который обычно работает со скоростью 1725 об / мин.

В целях тестирования я хотел использовать двигатель слева, чтобы вращать двигатель справа с правильной скоростью, чтобы я мог проверить преобразование асинхронного двигателя и проверить выходное напряжение. Однако у двигателя справа был очень маленький шкив, который замерз на валу, и его было невозможно удалить. Мой первоначальный план состоял в том, чтобы снять шкив и установить многоступенчатый шкив на оба двигателя, чтобы я мог добиться редукции от приводного двигателя 3450 об / мин через один ремень до двигателя 1725 об / мин. Для этого потребуется шкив в два раза меньше на более быстром двигателе, чем размер шкива на более медленном двигателе. Как я уже сказал, мне не удалось снять шкив с мотора справа.

Итак, что я в итоге сделал, так это прогнал двигатель справа через промежуточный вал, на котором был установлен многоступенчатый шкив. Два шкива были одинакового размера, поэтому скорость на промежуточном валу была точно такой же, как и скорость двигателя с правой стороны. Затем я поместил многоступенчатый шкив на двигатель, который обычно вращается со скоростью 3450 об / мин (левый двигатель), и ремень привел его к канавке шкива на промежуточном валу, который был вдвое больше.Таким образом, на каждый оборот двигателя слева промежуточный вал будет вращаться на 1/2 оборота, что приведет к уменьшению передачи от левого двигателя к правому двигателю ровно наполовину. Таким образом, когда двигатель слева вращается со скоростью 3450 об / мин, двигатель справа будет вращаться со скоростью 1725 об / мин.

Давайте представим, что я изначально мог установить шкив правильного размера на оба двигателя. И давайте представим, что двигатель слева — это газовый двигатель, а двигатель справа — это головка генератора.Тогда ситуацию лучше всего проиллюстрировать уравнением:

Передаточное число оборотов = передаточное отношение размера шкива

Более подробно: Обороты двигателя / Обороты генератора = Размер шкива генератора / Размер шкива двигателя.

Зная, что мне нужно, чтобы двигатель работал со скоростью 3450 об / мин, а генератор — со скоростью 1725 об / мин, тогда … 3450 об / мин / 1725 об / мин = 2

Тогда скажем, у меня есть 2-дюймовый шкив, который подходит к стороне двигателя, это означает, что сторона генератора должна быть вдвое больше, или 4 дюйма.

Давайте возьмем другой ременной привод, например

Вот старая головка генератора переменного тока Onan. Этот зверь должен вращаться со скоростью 1800 об / мин для подачи переменного тока 120/240 вольт. Номинальная мощность большинства небольших бензиновых двигателей указана при 3600 об / мин. Зная, что частота вращения двигателя должна быть 3600, чтобы развивать полную мощность, а также зная, что головка генератора Onan должна вращаться на 1800 об / мин, становится очевидным, что мы не можем просто управлять этим конкретным генератором напрямую с бензиновым двигателем.Требуется некоторая форма снижения скорости.

Для этого приложения применяется та же формула, которая показана ниже:

Обороты двигателя / Обороты генератора = Размер шкива генератора / Размер шкива двигателя.

Зная, что нам потребуется, чтобы двигатель работал со скоростью 3600 об / мин, а генератор работал со скоростью 1800 об / мин, тогда … 3600 об / мин / 1800 об / мин = 2

Поскольку у меня уже был 3-дюймовый шкив для двигателя, мне нужно было определить размер шкива, который будет правильным, или вал генератора.Опять же, из приведенного выше уравнения:

2 = размер шкива генератора / 3 дюйма

Итак, размер шкива генератора должен быть 6 дюймов.

Подключение

Преимущество использования головки генератора переменного тока в этом проекте заключается в том, что разъемы переменного тока предварительно подключены к разъемам на задней части головы. Есть два разъема, один на 120 вольт и один на 220 вольт, каждый из которых имеет две розетки.

• Один дуплекс на 120 В (две розетки) Розетка 20 А, 5-20R
• Один дуплекс на 240 В (две розетки) Розетка 15 А, 6-15R

Секция постоянного тока может быть подключена несколькими способами в зависимости от того, какой тип генератора выбран.

Схема подключения зависит от того, какой генератор вы выберете. Показаны все три типа генераторов.

Не подключайте генератор переменного тока, если вы не уверены, какой тип вы используете. Если вы ошиблись при выборе генератора или схемы подключения, вы очень рискуете повредить аккумулятор, электронные устройства или, что еще хуже, нанести травму! Для получения дополнительной информации проконсультируйтесь со специалистом по запчастям!

Эта статья предназначена только для образовательных целей. Нет никаких гарантий, явных или подразумеваемых относительно точности представленной здесь информации! Проконсультируйтесь со специалистом по автомобильной проводке, прежде чем пытаться выполнять какие-либо электромонтажные работы.

Последнее замечание: Если вы используете генератор переменного тока, для которого требуется внешний переключатель, вам необходимо выключить переключатель перед попыткой запуска генератора. Когда двигатель заработает, переключатель можно установить в положение «включено».

Специальные детали, используемые во многих из наших советов, связанных с электроэнергией, доступны здесь, в TheEpicenter.ком!

Комплект электродвигателя-генератора для детей

Есть вопросы? Обратитесь в службу поддержки клиентов.

406-256-0990
или
Живой чат в

Возраст 10+

На складе, готово к отправке

Это нужно быстро? Смотрите варианты доставки в корзине.

Исследуйте чудеса электричества, создав и экспериментируя с работающими электродвигателем и генератором !. Читать
Подробнее

Участники

My Science Perks получают не менее
$ 0. 76 обратно на этот товар. Войдите или создайте
Бесплатный HST
Аккаунт для начала зарабатывать сегодня

ОПИСАНИЕ

Исследуйте чудеса электричества, создав и экспериментируя с работающими электродвигателем и генератором! Вырабатывайте электричество, запускайте двигатели, производите свет и многое другое.Этот полный комплект включает все компоненты и 30-страничный иллюстрированный путеводитель с идеями проектов.

Эти вопросы могут помочь вам составить хороший проект для научной выставки: Как проходит электричество по цепи? Как можно контролировать скорость своего самодельного мотора? Сколько мощности у вашего самодельного генератора?

См. Ниже инструкции Science Buddies и советы по поиску и устранению неисправностей при использовании этого набора ниже.

БЛОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

СОДЕРЖАНИЕ ВКЛАДКА

Комплект электродвигателя-генератора

• Компасы
• Магнитный провод
• Дисковые, неодимовые и магниты-защелки
• Пружина
• Сердечник из мягкого железа
• Светодиод (LED)
• Железные опилки
• Комплектующие и монтажные детали в ассортименте
• Проектная книга

ТАБЛИЦА ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Описание продукта

ЭЛЬ-МОТРГЕН

Технические характеристики

СОДЕРЖАНИЕ

Мы хотим, чтобы этот предмет был живым, когда вы его получите! Следовательно, нам необходимо
знать, когда вы будете дома, чтобы получить его (минимизируя
воздействие стихии). Укажите дату доставки, среда
— Пятница, это минимум 7 дней с сегодняшнего дня.

Физика и инженерия / Электричество и электроника / Двигатели, генераторы, шестерни

/ физика-инженерия /, / физика-техника / электричество-электроника /, / физика-инженерия / электричество-электроника / двигатели-генераторы /

Мы поняли. Наука может быть беспорядочной.Но продукты и услуги Home Science Tools справятся с этим.

Наши продукты долговечны, надежны и доступны по цене, чтобы доставить вас из полевых условий в лабораторию и на кухню. Они не подведут вас, независимо от того, с чем они столкнутся. Будь то (чрезмерно) нетерпеливые молодые ученые из года в год или строгие требования, которые возникают раз в жизни.

И если ваш научный запрос идет не так, как ожидалось, вы можете рассчитывать на помощь нашей службы поддержки клиентов. Рассчитывайте на дружеские голоса на другом конце телефона и советы экспертов в вашем почтовом ящике.Они не будут счастливы, пока вы не станете счастливыми.

Итог? Мы гарантируем, что наши продукты и услуги не испортят ваше научное исследование, каким бы беспорядочным оно ни было.

Вопросы? Свяжитесь с нашей службой поддержки клиентов.

Мотор-генератор — обзор

Типы и функции двигателей

Электродвигатель / генератор M / G требуется для зарядки и разряда накопленной кинетической энергии в маховике. Индукционные машины, машины с постоянным магнитом и синхронные машины с переменным сопротивлением обычно используются для накопления энергии маховиком [56].Индукционные машины обычно дешевле и проще в производстве, и они могут быть изготовлены из высокопрочных материалов. Поскольку в них не используются постоянные магниты, нет опасений по поводу размагничивания и потерь при вращении маховика в вакууме. Однако из-за более низкой плотности мощности, ограниченной скорости и высокой температуры ротора они не являются наиболее подходящим кандидатом для сверхвысоких скоростей. Они также имеют низкий коэффициент мощности при небольшой нагрузке, высоком пусковом токе намагничивания, а регулирование скорости асинхронной машины сложнее по сравнению с машинами с постоянным магнитом и синхронными машинами с переменным сопротивлением.

Синхронные машины с переменным сопротивлением имеют низкие потери при запуске, они имеют высокий КПД, высокую удельную мощность и относительно легко рассеивают тепло. В них не используются постоянные магниты, поэтому нет проблем с размагничиванием и потерями, когда маховик вращается в вакууме. Роторы могут изготавливаться из высокопрочных и недорогих материалов. Однако они обладают сложными конструктивными особенностями, сложны в изготовлении, имеют низкий коэффициент мощности, имеют пульсации крутящего момента, вибрацию и шум, а их скорость трудно регулировать.У них также более высокая стоимость производства по сравнению с индукционными машинами.

Синхронные машины с постоянными магнитами имеют более высокую удельную мощность, эффективность, плотность крутящего момента, коэффициент мощности с диапазоном нагрузки и скорости, плотность нагрузки, более высокую скорость. Однако они имеют высокую стоимость из-за использования магнитов, риска размагничивания и сложных проблем управления температурным режимом.

Некоторые нестандартные конструкции машин также были исследованы для применения в маховиках для накопления энергии [57].Безподшипниковые униполярные машины переменного тока, машины с осевым потоком на постоянных магнитах, многофазные электрические машины, машины с массивом постоянных магнитов Хальбаха [57]. Бессердечниковая машина с постоянными магнитами для применения в качестве накопителя энергии без вала с магнитным левитирующим маховиком представлена ​​в [58]. В этой статье описывается использование статора без сердечника или железа и левитирующего маховика с магнитным подшипником. Таким образом, обмотку можно разместить на стационарной конструкции. Предлагаемая конструкция идентична существующей бесконтактной машине для работы в вакууме и имеет удерживающую конструкцию на земле.Крепление обмоток к основанию с помощью удерживающих конструкций, расположенных на земле, отличается высокой прочностью, надежностью и простой механической конструкцией с точки зрения изготовления и обслуживания.

Требования к мощности, скорости и крутящему моменту для накопителя энергии маховика показаны на рис. 51. Номинальная скорость ω ₁ , номинальный крутящий момент T _{номинальная} и номинальная мощность P _{рейтинг} .Время, необходимое для зарядки маховика до номинальной скорости в моторном режиме, составляет т ₁ . В течение этого периода входная мощность и частота вращения маховика увеличиваются до номинальной мощности и номинальной скорости. В течение t ₁ до произвольного времени t ₂ маховик вращается с минимальной мощностью и крутящим моментом, обозначенными P ₁ и T ₁ , соответственно, в вакууме при постоянная номинальная скорость.Эта мощность зависит от типа двигателя, потерь и эффективности насоса, необходимого для создания вакуума.

Рис. 51. Требования к конструкции электрической машины для маховикового накопителя энергии.

Маховик работает в генераторном режиме в течение t ₂ до t ₃ и разряжается с постоянной мощностью, в то время как его скорость уменьшается от номинального значения до ω ₂ об / мин .Временные интервалы t ₃ — t ₂ можно легко найти из кинетической энергии вращения Δ E и соотношения между мощностью и энергией следующим образом:

(57) ΔE = 12Jω12 − ω22

(58) Paverage = ΔEt3 − t2

, где J — момент инерции, ω ₁ и ω ₂ представляют начальную и конечную скорости маховика соответственно. В идеальном случае время, необходимое маховику для достижения ω ₂ , при средней мощности P _{средней} составляет t ₁ .Генератор должен обеспечивать постоянную мощность P _{номинальной} в течение т ₂ и т ₃ .