Kako napraviti domaći generator od asinkronog motora. Načela sastavljanja električnog generatora kod kuće

Neprekidna opskrba struja je garancija ugodan život u bilo kojem godišnjem dobu.

Za organiziranje autonomnog napajanja za dom, često se koristi asinkroni generator, što također možete napraviti sami.

Što je

Asinkroni generator je uređaj naizmjenična struja, koji, koristeći princip rada asinkronog motora, može proizvesti električna energija. Također se naziva indukcija. Asinkroni električni generator osigurava brzu rotaciju rotora, pri čemu je brzina rotacije mnogo veća nego da ih okreće sinkroni analog uređaja. Konvencionalni indukcijski motor izmjenične struje može se koristiti kao generator bez ikakvih dodatnih postavki ili izmjena strujnog kruga.

Fotografija – asinkroni generator

Područje upotrebe asinkroni generator je prilično širok:

1. Koriste se kao motori za vjetroelektrane;
2. Za autonomno napajanje kuće ili stana ili kao minijaturne hidroelektrane;
3. Kao inverter (zavarivanje) generator;
4. Organizirati neprekidno napajanje iz izmjenične struje.

U tom slučaju, jednofazni asinkroni generator mora se uključiti pomoću dolaznog napona. Obično se to radi spajanjem uređaja na napajanje. Ali neki modeli mogu raditi samostalno, samopobudom, kroz serijska veza kondenzatori.
Video: uređaj asinkronog motora

Princip rada

Indukcijski električni generator proizvodi električnu energiju kada je brzina rotora veća od sinkrone. Za najčešći generator, ova brojka je unutar 1800 o / min, dok su karakteristike sinkrone brzine oko 1500 o / min.

Krug generatora

Princip rada asinkronog generatora temelji se na pretvorbi mehaničke energije u strujnu energiju, tj. električnu. Da bi se rotor počeo vrtjeti i proizvoditi struju, potreban je prilično jak moment. Ideal, prema električarima, je takozvani "vječni mirovanje", u kojem se održava jednaka brzina vrtnje tijekom cijelog rada asinkronog generatora.

Kako to učiniti sami

Kupnja asinkronog generatora skupo je zadovoljstvo, pogotovo jer ga možete sami napraviti. Načelo rada je jednostavno, glavna stvar je osigurati sebi potrebne alate.

1. Prema principu rada uređaja, morate konfigurirati generator tako da njegova brzina vrtnje bude veća od brzine motora. Da biste to učinili, spojite električni motor na mrežu i pokrenite ga. Da biste izračunali brzinu motora, trebate koristiti tahogenerator ili tahometar;
2. Morate dodati 10% dobivenoj vrijednosti. Recimo tehnički podaci motor je 1200 o/min, što znači da generator mora imati 1320 o/min (1200 * 0,1% = 120, 120 + 1200 = 1320 o/min);
3. Nadalje, pretvaranje asinkronog motora u generator uključuje odabir potrebnog kapaciteta za korištene kondenzatore (svaki kondenzator između faza sličan je prethodnom);
4. Pazite da spremnik nije prevelik, inače će se asinkroni generator zagrijati;
5. Odaberite kondenzatore potrebne za osiguranje određene brzine rotacije, čiji je izračun napravljen gore. Njihova ugradnja zahtijeva posebnu pažnju; vrlo je važno da su izolirani posebnim premazima.

Ovo dovršava raspored generatora na bazi motora. Sada se može instalirati kao izvor energije. Važno je zapamtiti da uređaj s kavezom proizvodi dosta visoki napon, tako da ako trebate 220 V, postoji razlog za ugradnju transformatora za smanjenje.

Shema za spajanje motora kao generatora

Ovako izgleda dijagram kako napraviti vjetrogenerator od asinkronog motora, ovdje su glavne razlike u brzini vrtnje i principu uključivanja. Kao primjer, predstavljamo vam dijagram vjetroelektrane, koja uključuje asinkroni benzinski generator.

Treba napomenuti da ne radi sa samonapajanjem; u većini slučajeva za uključivanje takvog generatora koristi se poseban motocikl ili upravljačka jedinica slična prekidaču za paljenje.

Video: izrada asinkronog generatora od jednofaznog motora - 1. dio

2. dio

dio 3

dio 4

dio 5

Dio 6

Kao generator s br visoka snaga, visoki napon, možete koristiti čak i jednofazne asinkrone motore iz kućanskih električnih uređaja - Geko perilice rublja, drenažne pumpe itd. Poput motora s dva nosača, motor iz takvih uređaja mora biti spojen paralelno s njihovim namotom. Drugi način je korištenje kondenzatora za fazni pomak. Nisu uvijek različiti potrebna snaga, pa će ga biti potrebno povećati na potrebne razine. Takav jednostavan generator mogao bi se koristiti za napajanje žarulja ili modema. Ako malo promijenite krug, moći ćete spojiti ovaj autonomni uređaj čak i na grijač ili električni štednjak. Također možete napraviti sličan generator pomoću trajnih magneta.

Fotografija - generator male snage

1. Svaki asinkroni generator (benzinski generator, električni, bez četkica) smatra se uređajem s povećanom razinom opasnosti, pa ga pokušajte izolirati;
2. Svaki autonomni generator mora biti opremljen dodatnim mjernim uređajima za bilježenje podataka o njegovom radu. Ovo bi trebao biti mjerač frekvencije ili tahometar, kao i voltmetar;
3. Preporučljivo je generator opremiti gumbima za uključivanje i isključivanje;
4. Ovaj tip električnog generatora mora biti uzemljen;
5. Budite spremni na činjenicu da će učinkovitost asinkronog generatora pasti za 30, a ponekad i za 50% - ovaj je fenomen neizbježan pri pretvaranju mehaničke energije u električnu;
6. Ako je potrebno, uređaj se može zamijeniti sinkronim generatorima bez četkica kao što su GS-200 ili GS-250, asinkroni AIR 63, ESS 5-93-4u2 (75 kW) i drugi, čija je cijena od 30.000 rubalja u Krasnojarsku i od 35 000 u Moskvi;
7. Vrlo je važan toplinski režim asinkronog generatora. Poput motora s unutarnjim izgaranjem, može se zagrijati od prazan hod, pratite temperaturu uređaja.

U modernim stvarnostima, svaki vlasnik kuće dobro je upoznat stalni rast troškovi komunalnih usluga - to se također odnosi i na električnu energiju. Stoga, stvarati ugodni uvjetiživeći u prigradskoj stambenoj izgradnji, i ljeti i zimi, morat ćete ili platiti usluge opskrbe energijom ili pronaći alternativni izlaz iz trenutne situacije, na sreću prirodni izvori energije su besplatne.

Kako napraviti generator vjetra vlastitim rukama - korak po korak vodič

Teritorij naše države uglavnom je ravničarski. Unatoč činjenici da je u gradovima pristup vjetru blokiran visokim zgradama, snažne zračne struje bjesne izvan grada. Dakle, samoproizvodnja vjetrogenerator- samo ispravno rješenje pružiti seoska kuća struja. Ali prvo morate shvatiti koji je model prikladan za samoproizvodnju.

Rotacijski

Rotacijska vjetrenjača je jednostavan uređaj za pretvaranje koji je lako napraviti vlastitim rukama. Naravno, takav proizvod neće moći opskrbiti struju seoski dvorac, već za seoska kuća bit će sasvim u redu. Osvijetlit će ne samo stambenu izgradnju, već i gospodarske zgrade pa čak i staze u vrtu. Da biste samostalno sastavili jedinicu snage do 1500 vata, morate se pripremiti Potrošni materijal i komponente sa sljedećeg popisa:

Naravno, morate imati minimalni set alata: škare za rezanje metala, kutnu brusilicu, mjernu traku, olovku, set ključeve i odvijači, bušilica s bušilicama i kliještima.

Radnje korak po korak

Montaža počinje izradom rotora i preinakom remenice, za što se slijedi određeni redoslijed rada.

Povezivanje baterija koriste se vodiči presjeka 4 mm i duljine ne veće od 100 cm Potrošači se spajaju vodičima presjeka 2 mm. Važno je uključiti pretvarač istosmjerne struje u izmjeničnu struju 220 V u otvoreni krug prema dijagramu kontakta stezaljki.

Prednosti i mane dizajna

Ako su sve manipulacije učinjene ispravno, uređaj će trajati dosta dugo. Korištenjem dovoljno snažne baterije i odgovarajućeg pretvarača do 1,5 kW možete napajati uličnu i sobnu rasvjetu, hladnjak i TV. Izrada takve vjetrenjače vrlo je jednostavna i isplativa. Ovaj proizvod je jednostavan za popravak i nepretenciozan za korištenje. Vrlo je pouzdan u smislu rada i ne stvara buku, smetajući stanovnicima kuće. Međutim, rotacijska vjetrenjača ima nisku učinkovitost i njen rad ovisi o prisutnosti vjetra.

Aksijalni dizajn sa statorom bez željeza koji se temelji na neodimijskim trajnim magnetima pojavio se na području naše države ne tako davno zbog nedostupnosti sastavnih dijelova. Ali danas snažni magneti nisu neuobičajeni, a cijena im je značajno pala u usporedbi s prije nekoliko godina.

Osnova takvog generatora je glavčina s kočionim diskovima iz osobnog automobila. Ako ovo nije novi dio, onda je poželjno da ga sortirate i zamijenite. maziva i ležajevi.

Postavljanje i ugradnja neodimijumskih magneta

Rad počinje lijepljenjem magneta na disk rotora. U tu svrhu koristi se 20 magneta. i dimenzija 2,5 x 0,8 cm Za promjenu broja stupova morate se pridržavati sljedećih pravila:

• jednofazni generator podrazumijeva broj magneta koji odgovara broju polova;
• u slučaju trofaznog uređaja održava se omjer od 2/3 polova i svitaka;
• Postavljanje magneta treba se odvijati s izmjeničnim polovima; da biste pojednostavili njihovu distribuciju, bolje je koristiti gotov predložak od kartona.

Ako je moguće, preporučljivo je koristiti magnete pravokutnog oblika, budući da se u okruglim analogama koncentracija magnetskih polja javlja u središtu, a ne na cijeloj površini. Važno je osigurati da magneti okrenuti jedan prema drugom imaju suprotne polove. Da bi se odredili polovi, magneti se približavaju jedan drugome, a privlačne strane su pozitivne, dakle odbojne su negativne.

Za pričvršćivanje magneta koristi se poseban. ljepljivi sastav, nakon čega se izvodi armiranje epoksidnom smolom za povećanje čvrstoće. U tu svrhu njime se pune magnetski elementi. Kako bi se spriječilo širenje smole, stranice su izrađene od običnog plastelina.

Jedinica trofaznog i jednofaznog tipa

Jednofazni statori su inferiorni u svojim parametrima od svojih trofaznih kolega, budući da se vibracije povećavaju s povećanjem opterećenja. To je zbog razlike u amplitudi struje koja proizlazi iz varijabilnosti njenog izlaza tijekom određenog vremenskog razdoblja. Zauzvrat, u trofaznom analogu nema takvog problema. To je omogućilo povećanje proizvodnje trofaznog generatora za gotovo 50% u usporedbi s jednofaznim modelom. Osim toga, zbog odsutnosti dodatnih vibracija, tijekom rada uređaja ne stvara se vanjska buka.

Zavojnice za namatanje

Svaki električar zna da je prije početka namotavanja svitka važno preliminarni proračuni. Domaći generator vjetra na 220V - uređaj koji radi pri malim brzinama. Potrebno je osigurati da punjenje baterije započne na 100 o/min.

Na temelju ovih parametara, namatanje svih zavojnica neće zahtijevati više od 1200 zavoja. Da biste odredili zavoje za jednu zavojnicu, trebate jednostavno podijeliti ukupne pokazatelje s brojem pojedinačnih elemenata.

Da bi se povećala snaga vjetrenjača male brzine, povećava se broj polova. U tom slučaju će se povećati frekvencija struje u zavojnicama. Namatanje zavojnica treba biti debelo bakrene žice. To će smanjiti otpor i, prema tome, povećati struju. Važno je uzeti u obzir da se s naglim povećanjem napona struja može potpuno potrošiti na otpor namota. Da biste pojednostavili namatanje, možete koristiti poseban stroj.

U skladu s brojem i debljinom magneta pričvršćenih na diskove, mijenjaju se karakteristike rada uređaja. Da biste saznali koji će se pokazatelji snage na kraju dobiti, dovoljno je namotati jedan element i rotirati ga u jedinici. Za određivanje karakteristika snage, napon se mjeri pri određenim brzinama.

Često je zavojnica okrugla, ali preporučljivo je malo produžiti. U tom će slučaju u svakom sektoru biti više bakra, a raspored zavoja postaje gušći. Promjer unutarnje rupe zavojnice treba biti jednak dimenzijama magneta. Prilikom izrade statora važno je uzeti u obzir da njegova debljina mora biti jednaka parametrima magneta.

Obično se šperploča koristi kao praznina za stator, ali sasvim je moguće napraviti oznake na listu papira crtanjem sektora za zavojnice i koristiti obični plastelin za granice. Kako bi se proizvodu dala čvrstoća, koristi se stakloplastika koja se nalazi na dnu kalupa na vrhu zavojnica. Važno je da se epoksidna smola ne zalijepi za kalup. Da biste to učinili, na vrhu je obložen voskom. Zavojnice su čvrsto pričvršćene jedna na drugu, a krajevi faza izvučeni su van. Nakon toga, sve žice su spojene prema uzorku zvijezde ili trokuta. Za testiranje gotovog uređaja, rotira se ručno.

Obično je konačna visina jarbola 6 metara, ali ako je moguće, bolje ju je udvostručiti. Zbog toga se koristi za osiguranje. betonska baza. Pričvršćivanje mora biti takvo da se cijev može lako podizati i spuštati pomoću vitla. Vijak je fiksiran na gornjem kraju cijevi.

Za izradu vijka potrebna je PVC cijev čiji presjek treba biti 16 cm Iz cijevi se izrezuje vijak dužine dva metra sa šest oštrica. Optimalan oblik lopatice određuje se eksperimentalno, što omogućuje povećanje momenta pri minimalnoj brzini. Za uvlačenje propelera od jakih naleta vjetra koristi se sklopivi rep. Proizvedena električna energija pohranjuje se u baterije.

Video: domaći generator vjetra

Nakon razmatranja dostupnih opcija za generatore vjetra, svaki vlasnik kuće moći će odlučiti o uređaju prikladnom za svoje potrebe. Svaki od njih ima svoje pozitivne strane, i negativne osobine. Posebno možete osjetiti učinkovitost vjetroturbine izvan grada, gdje postoji stalno kretanje zračnih masa.

U članku je opisano kako izgraditi trofazni (jednofazni) 220/380 V generator na temelju AC asinkronog elektromotora. Trofazni asinkroni elektromotor, izumio ga je krajem 19. stoljeća ruski elektroinženjer M.O. Dolivo-Dobrovolsky, sada je postao pretežno raširen u industriji, poljoprivredi, ali iu svakodnevnom životu.

Asinkroni elektromotori su najjednostavniji i najpouzdaniji za rad. Dakle, u svim slučajevima gdje je to dopušteno u uvjetima električnog pogona i nema potrebe za kompenzacijom reaktivna snaga, treba koristiti asinkrone AC motore.

Postoje dvije glavne vrste asinkronih motora: s kaveznim rotorom i sa faza rotor. Asinkroni kavezni elektromotor sastoji se od nepokretnog dijela - statora i pokretnog dijela - rotora, koji se okreće u ležajevima postavljenim u dva štita motora. Jezgre statora i rotora izrađene su od zasebnih limova međusobno izoliranih elektrotehnički čelik. Namotaj napravljen od izolirana žica. U utore jezgre rotora postavlja se namot šipke ili se ulijeva rastaljeni aluminij. Premosni prstenovi kratko spajaju namot rotora na krajevima (odatle naziv kratkospojeni). Za razliku od kaveznog rotora, kod fazno namotanog rotora u utore se postavlja namot izrađen poput namota statora. Krajevi namota se dovode do kliznih prstenova montiranih na osovini. Četke klize duž prstenova, povezujući namot s početnim ili kontrolnim reostatom.

Asinkroni elektromotori s namotanim rotorom su skuplji uređaji, zahtijevaju kvalificirano održavanje, manje su pouzdani i stoga se koriste samo u onim industrijama gdje se bez njih ne može. Iz tog razloga nisu baš česti i nećemo ih dalje razmatrati.

Struja teče kroz namot statora spojen na trofazni krug, stvarajući rotirajuće magnetsko polje. Linije magnetskog polja polja rotirajućeg statora prelaze šipke namota rotora i induciraju u njima elektromotornu silu (EMS). Pod utjecajem te EMF teče struja u kratkospojenim šipkama rotora. Oko šipki nastaju magnetski tokovi, stvarajući opće magnetsko polje rotora, koje u interakciji s rotirajućim magnetskim poljem statora stvara silu koja uzrokuje rotaciju rotora u smjeru vrtnje magnetsko polje stator.

Frekvencija vrtnje rotora nešto je manja od frekvencije vrtnje magnetskog polja koje stvara namot statora. Ovaj pokazatelj karakterizira klizanje S i za većinu motora je u rasponu od 2 do 10%.

Najčešće se koristi u industrijskim postrojenjima trofazni asinkroni elektromotori, koji se proizvode u obliku objedinjenih serija. To uključuje jednu seriju 4A s rasponom nazivna snaga od 0,06 do 400 kW, čiji su strojevi vrlo pouzdani, imaju dobre performanse i zadovoljavaju svjetske standarde.

Autonomni asinkroni generatori su trofazni strojevi koji pretvaraju mehaničku energiju primarnog pogona u električnu energiju izmjenične struje. Njihova nedvojbena prednost u odnosu na druge vrste generatora je odsutnost mehanizma komutatorske četke i, kao posljedica toga, veća izdržljivost i pouzdanost.

Rad asinkronog elektromotora u generatorskom načinu rada

Ako se asinkroni motor isključen iz mreže postavi u rotaciju od bilo kojeg glavnog pogona, tada u skladu s načelom reverzibilnosti električni strojevi Kada se postigne sinkrona brzina vrtnje, na stezaljkama namota statora pod utjecajem zaostalog magnetskog polja stvara se određena EMF. Ako sada spojite bateriju kondenzatora C na stezaljke namota statora, tada će vodeća kapacitivna struja teći u namotima statora, što je u ovom slučaju magnetiziranje.

Kapacitet baterije C mora premašiti određenu kritičnu vrijednost C0, ovisno o parametrima autonomnog asinkronog generatora: samo u ovom slučaju generator se samopobuđuje i na namote statora postavlja se trofazni simetrični naponski sustav. Vrijednost napona u konačnici ovisi o karakteristikama stroja i kapacitetu kondenzatora. Tako se asinkroni kavezni elektromotor može pretvoriti u asinkroni generator.

Standardni sklop za spajanje asinkronog elektromotora kao generatora.

Kapacitivnost možete odabrati tako da nazivni napon i snaga asinkronog generatora budu jednaki naponu odnosno snazi ​​kada radi kao elektromotor.

U tablici 1 prikazani su kapaciteti kondenzatora za pobudu asinkronih generatora (U=380 V, 750...1500 o/min). Ovdje je reaktivna snaga Q određena formulom:

Q = 0,314 U 2 C 10 -6 ,

gdje je C kapacitet kondenzatora, μF.

Snaga generatora, kVA	prazan hod
	kapacitet, µF	reaktivna snaga, kvar	cos = 1		cos = 0,8
			kapacitet, µF	reaktivna snaga, kvar	kapacitet, µF	reaktivna snaga, kvar
2,0 3,5 5,0 7,0 10,0 15,0	28 45 60 74 92 120	1,27 2,04 2,72 3,36 4,18 5,44	36 56 75 98 130 172	1,63 2,54 3,40 4,44 5,90 7,80	60 100 138 182 245 342	2,72 4,53 6,25 8,25 11,1 15,5

Kao što se može vidjeti iz gornjih podataka, induktivno opterećenje na asinkronom generatoru, koje smanjuje faktor snage, uzrokuje naglo povećanje potrebnog kapaciteta. Za održavanje konstantnog napona s povećanjem opterećenja potrebno je povećati kapacitet kondenzatora, odnosno spojiti dodatne kondenzatore. Ova se okolnost mora smatrati nedostatkom asinkronog generatora.

Frekvencija rotacije asinkronog generatora u normalnom načinu rada mora premašiti asinkroni za vrijednost klizanja S = 2...10%, i odgovarati sinkronoj frekvenciji. Ne ispunjava ovo stanjeće dovesti do činjenice da se frekvencija generiranog napona može razlikovati od industrijske frekvencije od 50 Hz, što će dovesti do nestabilnog rada potrošača električne energije ovisnih o frekvenciji: električnih pumpi, perilica rublja, uređaja s transformatorskim ulazom.

Posebno je opasno smanjenje generirane frekvencije, jer se u tom slučaju smanjuje induktivni otpor namota elektromotora i transformatora, što može uzrokovati njihovo pojačano zagrijavanje i preuranjeni kvar.

Kao asinkroni generator bez ikakvih izmjena može se koristiti obični asinkroni kavezni elektromotor odgovarajuće snage. Snaga elektromotora-generatora određena je snagom priključenih uređaja. Energetski najintenzivniji od njih su:

• transformatori za zavarivanje u kućanstvu;
• električne pile, električne spojnice, drobilice za zrno (snage 0,3...3 kW);
• električne peći tipa "Rossiyanka" i "Dream" snage do 2 kW;
• električna glačala (snaga 850…1000 W).

Posebno bih se želio zadržati na radu transformatora za zavarivanje u kućanstvu. Njihova povezanost s autonomni izvor električna energija je najpoželjnija, jer pri radu iz industrijska mreža oni stvaraju cijela linija neugodnosti za druge potrošače električne energije.

Ako je kućanstvo transformator za zavarivanje je dizajniran za rad s elektrodama promjera 2 ... 3 mm, tada je njegova ukupna snaga približno 4 ... 6 kW, snaga asinkronog generatora za napajanje trebala bi biti unutar 5 ... 7 kW. Ako kućni transformator za zavarivanje omogućuje rad s elektrodama promjera 4 mm, tada u najtežem načinu rada - "rezanje" metala, ukupna potrošena snaga može doseći 10 ... 12 kW, odnosno snagu asinkronog generatora treba biti unutar 11...13 kW.

Kao trofaznu bateriju kondenzatora, dobro je koristiti tzv. kompenzatore jalove snage, dizajnirane za poboljšanje cosφ u mrežama industrijske rasvjete. Njihova tipična oznaka: KM1-0,22-4,5-3U3 ili KM2-0,22-9-3U3, koja se dešifrira na sljedeći način. KM - kosinusni kondenzatori impregnirani mineralnim uljem, prvi broj je veličina (1 ili 2), zatim napon (0,22 kV), snaga (4,5 ili 9 kvar), zatim broj 3 ili 2 znači trofazni ili jednofazni fazna verzija, U3 (umjerena klima treće kategorije).

U slučaju vlastite proizvodnje baterije, trebali biste koristiti kondenzatore kao što su MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 itd. za radni napon od najmanje 600 V. Ne mogu se koristiti elektrolitički kondenzatori.

Gore opisana opcija za spajanje trofaznog elektromotora kao generatora može se smatrati klasičnom, ali ne i jedinom. Postoje i druge metode koje su se jednako dobro pokazale u praksi. Na primjer, kada je baterija kondenzatora spojena na jedan ili dva namota generatora elektromotora.

Dvofazni način rada asinkronog generatora.

Sl.2 Dvofazni način rada asinkronog generatora.

Ovaj krug treba koristiti kada nema potrebe za dobivanjem trofaznog napona. Ova opcija prebacivanja smanjuje radni kapacitet kondenzatora, smanjuje opterećenje primarnog mehaničkog motora u stanju mirovanja itd. štedi "dragocjeno" gorivo.

Jednofazni asinkroni kavezni elektromotori mogu se koristiti kao generatori male snage koji proizvode izmjenični jednofazni napon 220 V korištenje u kućanstvu: od strojeva za pranje rublja kao što su "Oka", "Volga", pumpe za navodnjavanje "Agidel", "BTsN" itd. Njihova kondenzatorska banka može se spojiti paralelno s radnim namotom ili koristiti postojeći fazni kondenzator spojen na početni namot. Kapacitet ovog kondenzatora možda će biti potrebno malo povećati. Njegova će vrijednost biti određena prirodom opterećenja spojenog na generator: aktivna opterećenja (električne peći, žarulje, električna lemila) zahtijevaju mali kapacitet, induktivna opterećenja (elektromotori, televizori, hladnjaci) zahtijevaju više.

Slika 3. Generator male snage iz jednofaznog asinkronog motora.

Sada nekoliko riječi o primarnom mehaničkom motoru, koji će pokretati generator. Kao što znate, svaka transformacija energije povezana je s njezinim neizbježnim gubicima. Njihova vrijednost određena je učinkovitošću uređaja. Stoga snaga mehaničkog motora mora premašiti snagu asinkronog generatora za 50 ... 100%. Na primjer, s snagom asinkronog generatora od 5 kW, snaga mehaničkog motora trebala bi biti 7,5 ... 10 kW. Pomoću prijenosnog mehanizma brzina mehaničkog motora i generatora se usklađuje tako da se režim rada generatora postavlja na prosječnu brzinu mehaničkog motora. Ako je potrebno, možete nakratko povećati snagu generatora povećanjem brzine mehaničkog motora.

Svaka autonomna elektrana mora sadržavati potreban minimum prilozima: AC voltmetar (sa skalom do 500 V), frekvencijski metar (po mogućnosti) i tri sklopke. Jedna sklopka povezuje opterećenje s generatorom, druga dva preklope uzbudni krug. Prisutnost prekidača u krugu uzbude olakšava pokretanje mehaničkog motora, a također vam omogućuje da brzo smanjite temperaturu namota generatora nakon završetka rada, rotor nepobuđenog generatora se okreće neko vrijeme mehanički motor. Ovim se postupkom produljuje radni vijek namota generatora.

Ako se generator koristi za napajanje opreme koja je inače spojena na izmjeničnu struju (na primjer, stambena rasvjeta, kućanski električni uređaji), tada je potrebno osigurati dvofazni prekidač, koji će ovu opremu isključiti iz industrijske mreže tijekom rada generatora. Obje žice moraju biti isključene: "faza" i "nula".

Zaključno, nekoliko općih savjeta.

1. Alternator je uređaj povećana opasnost. Koristite 380 V samo kada je apsolutno neophodno; u svim ostalim slučajevima koristite 220 V.

2. Prema sigurnosnim zahtjevima, električni generator mora biti opremljen uzemljenjem.

3. Obratite pozornost na toplinski način rada generatora. On "ne voli" prazan hod. Smanjiti toplinsko opterećenje moguće pažljivijim izborom kapaciteta uzbudnih kondenzatora.

4. Nemojte pogriješiti sa snagom električna struja proizveden od generatora. Ako se pri radu trofaznog generatora koristi jedna faza, tada će njegova snaga biti 1/3 ukupne snage generatora, ako će dvije faze biti 2/3 ukupne snage generatora.

5. Frekvencija izmjenične struje koju proizvodi generator može se neizravno kontrolirati izlaznim naponom, koji bi u načinu rada "prazan hod" trebao biti 4...6% veći od industrijske vrijednosti od 220/380 V.

Vrijedno je razjasniti definiciju " električni generator" Većina ljudi ima asocijacije na benzin ili dizel generatori, izgrađen na temelju motora s unutarnjim izgaranjem. Naravno, električni generator "uradi sam", bitna komponenta automobila, i kućanske elektrane temeljene na motorima s unutarnjim izgaranjem najčešći su industrijski dizajni. Po definiciji, električni generator je uređaj koji pretvara različite vrste energije u električnu energiju.

Nemoguće je koristiti atomsku energiju kod kuće (ne u istom opsegu). Energija sunca, vjetra, pokretne vode i Termalna energija(ICE) koristite unutar svojih mogućnosti.

Energija sunca

Solarna baterija — alternativni izvor energije, nije jako moćan, ali je kao pomoćni (rezervni) sustav već prilično raširen.

Izravno stvara električnu energiju koja se koristi za punjenje baterije. Naravno, elektrana radi danju, a snaga ovisi o duljini dnevnog svjetla. Ako pogledate kartu insolacije Rusije, možete vidjeti da se trajanje "sunčanog sjaja" na polovici teritorija kreće od 1700 do 2000 sati godišnje, au južnim regijama (iznenađujuće, u Jakutsku) više od 2000 sati.

Učinkovitost takvih baterija kreće se od 9% do 25% deklarirane snage (ovisno o vrsti elementa), najčešći su modeli s učinkovitošću od 14-19%. Ne ulazeći u razlikovna obilježja baterije, tada je u većini slučajeva za dobivanje 1 kW električne energije potrebna ploča s površinom od 7 do 10 četvornih metara. m. Sada možete pomnožiti s količinom sunčani sat i ostvarite dobru godišnju uštedu...

Što je još dobro solarni paneli- jednostavnost ugradnje. Ako ne instalirate sustav prema principu "suncokreta", s rotacijom u odnosu na položaj sunca, tada je krug solarnog generatora vrlo jednostavan.

Električni generator "uradi sam": mjesto stacionarne baterije

za cjelogodišnji rad trebao bi biti +15° prema geografskoj širini, za ljetne mjesece potrebno je oduzeti 15° od geografske širine. Iako je za male sustave moguće povećati snagu do 50% praćenjem azimuta sunca, budući da odstupanje baterije od okomice sunčeva zraka ne više od 15° daje 99% heliozračenja. Visinu sunca ne treba pratiti, budući da uglavnom pada unutar raspona od 30°. Glavna stvar je sve to uzeti u obzir prilikom postavljanja baterije, na primjer, na kosi krov.

Osim stacionarnih sustava, možete sami kupiti ili napraviti prijenosni solarna elektrana, čija će snaga biti sasvim dovoljna za punjenje telefona ili tableta negdje u prirodi.

DIY električni generator: energija vjetra

Vjetar je još jedan ekološki prihvatljiv oblik energije. Ali ako solarna energija pretvara u električnu energiju pomoću fotoćelija jednostavno (sa gledišta krajnjeg korisnika), onda je vjetrogenerator složena inženjerska građevina koja zahtijeva čitav niz radova. Zapravo, kod kuće je potrebno ponoviti industrijsku instalaciju.

Glavne komponente: motor - multiplikator (mjenjač) - DC generator - regulator punjenja baterije - baterija - pretvarač napona.

Vjetromotor ili kotač vjetra može imati vodoravno ili okomitu os. U prvom slučaju, ovo je poznati (i najčešći) dizajn propelera.

Vertikalna os su vjetroturbine temeljene na Darrieusovom ili Savoniusovom rotoru. Od ova dva, izrada električnog generatora vlastitim rukama lakša je pomoću druge opcije.

Električni generator "uradi sam": svaka shema ima svoje prednosti.

Vertikalno-aksijalni imaju učinkovitost ne veću od 15%, ali imaju i mnogo nižu razinu buke, a Savoniusov rotor prilično je jednostavan s gledišta motora na vjetar. Osim toga, ovaj tip manje ovisi o snazi ​​vjetra i ne zahtijeva orijentaciju u odnosu na smjer protok zraka.

Horizontalne aksijalne modifikacije imaju više visoka efikasnost, ali zahtijevaju orijentaciju u odnosu na smjer strujanja zraka (vjetrokazom ili lopatom) i zaštitu od jakih vjetrova. Osim toga, prilično su bučni, ne samo zbog aerodinamičke buke, već i mehaničke buke (uostalom, potporni ležaj je "bučan"). Osim toga, da biste proizveli pristojnu snagu, potreban vam je vijak prilično velike veličine. Ipak, ovaj tip se koristi u gotovo svim industrijskim dizajnima.

Sada o propeleru, njegovoj veličini i broju lopatica. Već postoji strogo provjerena, uključujući eksperimentalno, tablica ovisnosti snage instalacije o brzini vjetra, veličini lopatica i njihovom broju.

Kako se ne bi zbunili s razlomcima, vrijedi dati jednostavan raspored za brzinu vjetra od 4 m (učinkovitost horizontalne "vjetrenjače" je 0,35, učinkovitost generatora je 0,9, mjenjač je 0,8):

• promjer 2 m: 2 noža - 10 W, 3 noža - 15 W, 4 noža - 20 W, 6 noževa - 30 W, 8 noževa - 40 W;
• promjer 4 m: 2 noža - 40 W, 3 noža - 60 W, 4 noža - 80 W, 6 noževa - oko 120 W.

U principu, kako se promjer povećava, ovisnost nije posve linearna, ali daje opću ideju. Da biste dobili 500 W pri brzini vjetra od 4 m u sekundi, promjer kotača vjetra za 2 lopatice je 14 m, 3 lopatice - 11,48 m, 4 lopatice - 9,94.

Zašto je za izračun odabrano 4 metra u sekundi?

U pravilu, za središnju Rusiju ovaj pokazatelj je gornja granica za prosječne mjesečne vrijednosti. Na primjer, za Moskvu i regiju prosječna mjesečna brzina vjetra tijekom 2012. općenito varira oko 2,5 m/s. Dakle, pri odabiru vjetroagregata prvo se treba zainteresirati za statistiku u regiji, a zatim izračunati isplati li se trud, ali ima li dostupnih materijala i čvorova, zašto onda ne napraviti takav uređaj.

Sada o oštricama - najvažniji trenutak. Lopatice jedra (poput onih drevnih vjetrenjača) imaju nisku učinkovitost, pa su im potrebne aerodinamične, poput krila aviona.

Mogu se čak i rezbariti od drveta, iako mnogi majstori režu plastična cijev. Ali ovdje postoje nijanse.
S malim brojem lopatica teže ih je balansirati, a moguće su i vibracije. Vjetrobran s 2-3 lopatice je brzi, linearna brzina pri jakom vjetru na kraju lopatice može doseći i do 200 m/s (metak pištolja Makarov je 400 m/s, a brzina metka dvobojnog pištolja Saint-Etienne modela iz 1835. iznosi 168 m/s).

Plastika je krhki materijal i može se razbiti u komadiće ako postoji vibracija. velika brzina. Stoga je za izradu vjetrogeneratora vlastitim rukama najbolje koristiti sporije kotače vjetra sa 6 lopatica i promjera 2-3 metra.

I natjerati ih da uzmu PVC cijev za opskrbu vodom pod pritiskom s debljinom stjenke od 4 mm. Lopatice izrezujemo, brusimo im rubove i brusimo ih kako bismo dobili tražene aerodinamičke karakteristike.

Zatim se izrađuje "zvijezda" od čeličnog lima za sastavljanje propelera.

Nakon postavljanja lopatica, vjetrobran mora biti uravnotežen. Da biste to učinili, instaliran je u u zatvorenom prostoru na okomitom nosaču s razinom osi strogo vodoravno i osigurajte da se kotač ne okreće proizvoljno u bilo kojem položaju lopatica, inače će doći do vibracija.

Istovremeno s balansiranjem provjerava se položaj lopatica u prostoru u odnosu na vertikalu. Za to se koristi fiksna referentna točka u donjoj (ili gornjoj) točki, određujući udaljenost od te točke do svake oštrice kada je nasuprot njoj.

Nažalost, bez korištenja tvornički proizvedenog električnog generatora vlastitim rukama ili istosmjernog motora, neće biti moguće napraviti generator vjetra.

Teoretski se može proizvoditi, ali zašto... Uvijek možete pronaći i kupiti istosmjerni elektromotor male brzine s stalni magneti i napon do 100 V. Možete ugraditi i automobilski, ali zahtijeva velike brzine, a samim time i mjenjač. Možete odabrati motor za bicikl, koji pri 200 okretaja u sekundi ima maksimalnu snagu od 250 W, pri 24 V (dovoljno s rezervom).

Nakon propelera i izbora generatora, potrebno je napraviti okvir s pouzdanim dizajnom (uostalom, "zrakoplov" na uzici).
Zatim napravite rotacijsku jedinicu pričvršćenu na okvir i nosite kotač vjetra i generator, s kolektorom struje četkom (ako je moguće pokupiti tvornički, onda je bolje koristiti ga).

I za zaštitu od orkanski vjetar postavite pokretnu bočnu lopatu s opružnom vezicom na šarku. Pri jakom vjetru sila opruge neće biti dovoljna da lopatu poravna okomito na oštrice. A snaga vjetra jednostavno će okrenuti lopatice u smjeru vjetra. Pri normalnoj brzini protoka, opruga će rotirati oštrice okomito na lopatu.

Ostaje samo sastaviti konstrukciju: propeler na generator, generator na okvir, okvir na okvir, na njega je pričvršćena lopata na nosilima, okvir na rotacijski mehanizam, generator do kolektora struje, a od njega žice idu do električnog dijela.

Cijela ova konstrukcija je postavljena na jarbol.

Električni dio vjetrogeneratora je najjednostavniji: diodni most je spojen na bateriju preko osigurača i regulatora napona, a napon se distribuira dalje od njega. Konstantno - za napajanje uređaja s odgovarajućom vrstom napajanja. A za dobivanje izmjenične struje koristi se pretvarač napona.

• Video

Video

U seoske kuće i dalje ljetne vikendiceČesto nema stacionarne struje, pa su električni generatori prilično popularni. Budući da je daleko od jeftinog užitka, mnogi obrtnici pokušavaju napraviti ovaj uređaj vlastitim rukama. Ali kako bi se u potpunosti nosio sa zadatkom koji mu je dodijeljen - opskrba kuće električnom energijom, potrebno je jasno razumjeti dizajn uređaja. Ovdje su upute za izradu električnog generatora vlastitim rukama kod kuće (video upute su uključene).

Električni generator: područje primjene, princip rada

Danas pričati ćemo o asinkronom električnom generatoru, budući da ima niz prednosti koje ga razlikuju od klasičnog sinkronog. Najvažniji od njih je nizak čisti faktor. Činjenica je da sinkrone generatore karakterizira prilično visok faktor čišćenja, koji karakterizira veliki broj visokih harmonika u izlaznom naponu. To pak dovodi do nepotrebnog zagrijavanja uređaja i neravnomjerne rotacije motora.

Asinkroni električni generator "uradi sam" sasvim je prikladan za upotrebu u seoskoj kući, ali ako govorimo o industrijske primjene Takvi uređaji koriste se za proizvodnju energije u vjetroelektranama, kao jedinice za zavarivanje ili kao autonomno sredstvo za održavanje električne energije u kući zajedno sa stacionarnim termoelektranama.

Uređaj motora

Načelo rada uređaja prilično je jednostavno, ako ne uzmete u obzir svaki proces koji se odvija unutar njega zasebno. Generator radi zahvaljujući fenomenu magnetske indukcije. Vodič prolazi kroz električno polje (stvoreno umjetno) i stvara impuls koji se pretvara u istosmjernu struju.

Unutar generatora nalazi se motor koji proizvodi električnu energiju prema sljedećoj shemi: gorivo se izgara u komorama za izgaranje motora, pri čemu se oslobađa plin koji pokreće radilicu. To zauzvrat prenosi impuls na pogonsku osovinu, koja proizvodi određenu količinu energije na izlazu.

DIY proces sastavljanja generatora

Sastavljanje asinkronog električnog generatora u načelu nije teško ako procesu pristupite s punom odgovornošću. Prvo morate prikupiti sve strukturne elemente koji će biti potrebni za sastavljanje uređaja:

• Motor. Ovaj element generatora može se izraditi samostalno, ali proces je toliko dug i mukotrpan da je lakše koristiti rabljeni motor iz nekog starog kućanski aparat(ili je optimalan).
• Stator. Bolje je kupiti potpuno sastavljen stator (već s namotom).
• Električne žice, osim kojih će vam trebati i električna traka.
• Transformator. Izborni element koji je potreban samo kada izlazna energija ima različite snage.

Rabljeni motor

Prije montaže izračunavamo snagu budućeg generatora. Da biste to učinili, samo trebate spojiti motor na mrežu i pomoću tahometra odrediti njegovu brzinu vrtnje. Dobivenoj vrijednosti dodajemo 10% (kompenzacijska vrijednost koja će spriječiti pregrijavanje uređaja).

Savjet. Budući da je generator izravno povezan s proizvodnjom električne energije, potrebno ga je uzemljiti. Nedostatak toga može dovesti ne samo do brzog trošenja uređaja, već i do njegove transformacije u uređaj opasan po život.

Nakon izračuna snage, odabiremo odgovarajuće kondenzatore i povezujemo ih u određenom nizu prema jednom od dijagrama koji se mogu naći slobodno dostupni na Internetu.

Prilikom izrade električnog generatora kod kuće, budite spremni na činjenicu da se (u većini slučajeva) neće moći natjecati s tvorničkim modelima u pogledu performansi. Vrijedno je pokušati oživjeti ideju samo u slučajevima kada:

• posjedovati odgovarajuće vještine i znanja iz područja elektronike i mehanike;
• već je bilo uspješnih pokušaja stvaranja takvih uređaja;
• sve je pri ruci potrebna oprema i instrumenti za precizne proračune;
• posjedovati iskustvo u čitanju električnih dijagrama, kao i sposobnost provođenja proračuna pri projektiranju električnih uređaja.

Domaći generatori svakako imaju određene prednosti, među kojima su ušteda troškova i mogućnost stvaranja uređaja koji u potpunosti zadovoljava zahtjeve.

Domaći generator neće biti tako moćan kao kupljeni

Ali takvi uređaji također imaju svoje nedostatke:

• Velika šansa česti kvarovi zbog nedostatka zapečaćenih spojeva između strukturnih elemenata uređaja;
• moguća netočnost u izračunavanju snage uređaja, što će dovesti do niske produktivnosti tijekom rada uređaja;
• Za izradu učinkovitog i pouzdanog uređaja potrebna su određena znanja i vještine.

Savjet. Kako bi se povećala zaštita uređaja od vanjskih čimbenika (koji će zauzvrat održati njegovu produktivnost tijekom dugog razdoblja), preporučljivo je izgraditi posebno zaštitno kućište za njega.

I na kraju, nekoliko korisnih savjeta o ispravnom radu asinkronog generatora. Prvo, bolje je opremiti generatorski uređaj gumbom za uključivanje / isključivanje. (ako je moguće). Drugo, potrebno je povremeno pratiti temperaturu uređaja kako bi se spriječilo pregrijavanje. Treće, budući da uređaj koji se stvara nema automatske elemente, tijekom njegovog rada bit će potrebno povremeno koristiti tahometar, voltmetar i ampermetar.

Kao što vidite, u načelu, stvaranje generatora kod kuće nije tako teško, pogotovo ako su dostupni njegovi osnovni strukturni elementi. Pitanje je izvedivosti takvih uređaja. S financijske točke gledišta, to može biti korisno samo u jednom slučaju: ako imate pri ruci rabljeni motor koji radi. U svakom slučaju, vrijedi pokušati. Sretno!