Генератор реактивной мощности своими руками

Асинхронный электродвигатель в качестве генератора

В статье рассказано о том, как построить трёхфазный (однофазный) генератор 220/380 В на базе асинхронного электродвигателя переменного тока. Трехфазный асинхронный электродвигатель, изобретённый в конце 19-го века русским учёным-электротехником М.О. Доливо-Добровольским, получил в настоящее время преимущественное распространение и в промышленности, и в сельском хозяйстве, а также в быту.

Асинхронные электродвигатели – самые простые и надёжные в эксплуатации. Поэтому во всех случаях, когда это допустимо по условиям электропривода и нет необходимости в компенсации реактивной мощности, следует применять асинхронные электродвигатели переменного тока.

Различают два основных вида асинхронных двигателей: с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором. Асинхронный короткозамкнутый электродвигатель состоит из неподвижной части — статора и подвижной части — ротора, вращающегося в подшипниках, укреплённых в двух щитах двигателя. Сердечники статора и ротора набраны из отдельных изолированных один от другого листов электротехнической стали.

В пазы сердечника статора уложена обмотка, выполненная из изолированного провода. В пазы сердечника ротора укладывают стержневую обмотку или заливают расплавленный алюминий. Кольца-перемычки накоротко замыкают обмотку ротора по концам (отсюда и название — короткозамкнутый). В отличие от короткозамкнутого ротора, в пазах фазного ротора размещают обмотку, выполненную по типу обмотки статора. Концы обмотки подводят к контактным кольцам, укреплённым на валу.

По кольцам скользят щетки, соединяя обмотку с пусковым или регулировочным реостатом.

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором являются более дорогостоящими устройствами, требуют квалифицированного обслуживания, менее надёжны, а потому применяются только в тех отраслях производства, в которых без них обойтись нельзя. По этой причине они мало распространены, и мы их в дальнейшем рассматривать не будем.

Под действием этой ЭДС в замкнутых накоротко стержнях ротора протекает ток.

Вокруг стержней возникают магнитные потоки, создающие общее магнитное поле ротора, которое, взаимодействуя с вращающим магнитным полем статора, создает усилие, заставляющее ротор вращаться в направлении вращения магнитного поля статора.

Частота вращения ротора несколько меньше частоты вращения магнитного поля, создаваемого обмоткой статора. Этот показатель характеризуется скольжением S и находиться для большинства двигателей в пределах от 2 до 10%.

В промышленных установках наиболее часто используются трёхфазные асинхронные электродвигатели, которые выпускают в виде унифицированных серий. К ним относится единая серия 4А с диапазоном номинальной мощности от 0,06 до 400 кВт, машины которой отличаются большой надёжностью, хорошими эксплуатационными качествами и соответствуют уровню мировых стандартов.

Автономные асинхронные генераторы — трёхфазные машины, преобразующие механическую энергию первичного двигателя в электрическую энергию переменного тока. Их несомненным достоинством перед другими видами генераторов являются отсутствие коллекторно-щеточного механизма и, как следствие этого, большая долговечность и надежность.

Работа асинхронного электродвигателя в генераторном режиме

Если отключенный от сети асинхронный двигатель привести во вращение от какого-либо первичного двигателя, то в соответствии с принципом обратимости электрических машин при достижении синхронной частоты вращения, на зажимах статорной обмотки под действием остаточного магнитного поля образуется некоторая ЭДС. Если теперь к зажимам статорной обмотки подключить батарею конденсаторов С, то в обмотках статора потечёт опережающий ёмкостный ток, являющийся в данном случае намагничивающим.

Ёмкость батареи С должна превышать некоторое критическое значение С0, зависящее от параметров автономного асинхронного генератора: только в этом случае происходит самовозбуждение генератора и на обмотках статора устанавливается трёхфазная симметричная система напряжений. Значение напряжения зависит, в конечном счёте, от характеристики машины и ёмкости конденсаторов. Таким образом, асинхронный короткозамкнутый электродвигатель может быть превращен в асинхронный генератор.

Стандартная схема включения асинхронного электродвигателя в качестве генератора.

Можно подобрать емкость так, чтобы номинальное напряжение и мощность асинхронного генератора равнялись соответственно напряжению и мощности при работе его в качестве электродвигателя.

В таблице 1 приведены емкости конденсаторов для возбуждения асинхронных генераторов (U=380 В, 750….1500 об/мин). Здесь реактивная мощность Q определена по формуле:

Q = 0,314·U2·C·10-6,

где С — ёмкость конденсаторов, мкФ.

Мощность генератора,кВ·А	Холостой ход	Полная нагрузка
ёмкость, мкФ	реактивная мощность, квар	cos = 1	cos = 0,8
ёмкость, мкФ	реактивная мощность, квар	ёмкость, мкФ	реактивная мощность, квар
2,0 3,5 5,0 7,0 10,015,0	28 45 60 74 92120	1,27 2,04 2,72 3,36 4,185,44	36 56 75 98 130172	1,63 2,54 3,40 4,44 5,907,80	60 100 138 182 245342	2,72 4,53 6,25 8,25 11,115,5

Таблица1

Как видно из приведённых данных, индуктивная нагрузка на асинхронный генератор, понижающая коэффициент мощности, вызывает резкое увеличение потребной ёмкости. Для поддержания напряжения постоянным с увеличением нагрузки необходимо увеличивать и ёмкость конденсаторов, то есть подключать дополнительные конденсаторы. Это обстоятельство необходимо рассматривать как недостаток асинхронного генератора.

Частота вращения асинхронного генератора в нормальном режиме должна превышать асинхронную на величину скольжения S = 2…10%, и соответствовать синхронной частоте. Не выполнение данного условия приведёт к тому, что частота генерируемого напряжения может отличаться от промышленной частоты 50 Гц, что приведёт к неустойчивой работе частото-зависимых потребителей электроэнергии: электронасосов, стиральных машин, устройств с трансформаторным входом.

В качестве асинхронного генератора может быть использован обычный асинхронный короткозамкнутый электродвигатель соответствующей мощности без каких-либо переделок. Мощность электродвигателя-генератора определяется мощностью подключаемых устройств. Наиболее энергоёмкими из них являются:

• бытовые сварочные трансформаторы;
• электропилы, электрофуганки, зернодробилки (мощность 0,3…3 кВт);
• электропечи типа «Россиянка», «Мечта» мощностью до 2 кВт;
• электроутюги (мощность 850…1000 Вт).

Особо хочу остановиться на эксплуатации бытовых сварочных трансформаторов. Их подключение к автономному источнику электроэнергии наиболее желательно, т.к. при работе от промышленной сети они создают целый ряд неудобств для других потребителей электроэнергии.

Если бытовой сварочный трансформатор рассчитан на работу с электродами диаметром 2…3 мм, то его полная мощность составляет примерно 4…6 кВт, мощность асинхронного генератора для его питания должна быть в пределах 5…7 кВт. Если бытовой сварочный трансформатор допускает работу с электродами диаметром 4 мм, то в самом тяжелом режиме — «резки» металла, потребляемая им полная мощность может достигать 10…12 кВт, соответственно мощность асинхронного генератора должна находиться в пределах 11…13 кВт.

В качестве трёхфазной батареи конденсаторов хорошо использовать так называемые ком-пенсаторы реактивной мощности, предназначенные для улучшения соsφ в промышленных осветительных сетях.

Их типовое обозначение: КМ1-0,22-4,5-3У3 или КМ2-0,22-9-3У3, которое расшифровывается следующим образом.

В случае самостоятельного изготовления батареи, следует использовать конденсаторы типа МБГО, МБГП, МБГТ, К-42-4 и др. на рабочее напряжение не менее 600 В. Электролитические конденсаторы применять нельзя.

Рассмотренный выше вариант подключения трёхфазного электродвигателя в качестве генератора можно считать классическим, но не единственным. Существуют и другие способы, которые так же хорошо зарекомендовали себя на практике. Например, когда батарея конденсаторов подключается к одной или двум обмоткам электродвигателя-генератора.

Двухфазный режим асинхронного генератора

Рис.2 Двухфазный режим асинхронного генератора.

Такую схему следует использовать тогда, когда нет необходимости в получении трёхфазного напряжения. Этот вариант включения уменьшает рабочую ёмкость конденсаторов, снижает нагрузку на первичный механический двигатель в режиме холостого хода и т.о. экономит «драгоценное» топливо.

В качестве маломощных генераторов, вырабатывающих переменное однофазное напряжение 220 В, можно использовать однофазные асинхронные короткозамкнутые электродвигатели бытового назначения: от стиральных машин типа «Ока», «Волга», поливальных насосов «Агидель», «БЦН» и пр.

У них конденсаторная батарея может подключаться параллельно рабочей обмотке, либо использовать уже имеющийся фазосдвигающий конденсатор, подключенный к пусковой обмотке. Емкость этого конденсатора, возможно, следует несколько увеличить.

Рис.3 Маломощный генератор из однофазного асинхронного двигателя.

Теперь несколько слов о первичном механическом двигателе, который будет приводить во вращение генератор. Как известно, любое преобразование энергии связано с её неизбежными потерями. Их величина определяется КПД устройства. Поэтому мощность механического двигателя должна превышать мощность асинхронного генератора на 50…100%.

Например, при мощности асинхронного генератора 5 кВт, мощность механического двигателя должна быть 7,5…10 кВт. С помощью передаточного механизма добиваются согласования оборотов механического двигателя и генератора так, чтобы рабочий режим генератора устанавливался на средних оборотах механического двигателя.

При необходимости, можно кратковременно увеличить мощность генератора, повышая обороты механического двигателя.

Каждая автономная электростанция должна содержать необходимый минимум навесного оборудования: вольтметр переменного тока (со шкалой до 500 В), частотомер (желательно) и три выключателя. Один выключатель подключает нагрузку к генератору, два других — коммутируют цепь возбуждения.

Наличие выключателей в цепи возбуждения облегчает запуск механического двигателя, а также позволяет быстро снизить температуру обмоток генератора, после окончания работы – ротор невозбужденного генератора еще некоторое время вращают от механического двигателя.

Эта процедура продлевает активный срок службы обмоток генератора.

Если с помощью генератора предполагается запитывать оборудование, которое в обычном режиме подключается к сети переменного тока (например, освещение жилого дома, бытовые электроприборы), то необходимо предусмотреть двухфазный рубильник, который в период работы генератора будет отключать данное оборудование от промышленной сети. Отключать надо оба провода: «фазу» и «ноль».

В заключение несколько общих советов.

1. Генератор переменного тока является устройством повышенной опасности. Применяйте напряжение 380 В только в случае крайней необходимости, во всех остальных случаях пользуйтесь напряжением 220 В.

2. По требованиям техники безопасности электрогенератор необходимо оборудовать заземлением.

3. Обратите внимание на тепловой режим генератора. Он «не любит» холостого хода. Снизить тепловую нагрузку можно более тщательным подбором емкости возбуждающих конденсаторов.

4. Не ошибитесь с мощностью электрического тока, вырабатываемого генератором. Если при работе трёхфазного генератора используется одна фаза, то её мощность будет составлять 1/3 общей мощности генератора, если две фазы — 2/3 общей мощности генератора.

5. Частоту переменного тока, вырабатываемого генератором, можно косвенно контролировать по выходному напряжению, которое в режиме «холостого хода» должно на 4…6 % превышать промышленное значение 220/380 В.

Источник: http://electro-shema.ru/energetika/asinxronnyj-elektrodvigatel-v-kachestve-generatora.html

Новые генераторы энергии

> Генераторы > Новые генераторы энергии

Новые генераторы энергии — о чём это? В настоящее время еще выгодно получать энергию из нефти, газа и угля. Использование гидроэлектростанций является трудоемким и затратным способом, а атомная энергетика представляет опасность.

Запасы природного топлива скоро подойдут к концу, искать новые источники альтернативной и свободной энергии крайне необходимо. Под обозначением СЕ понимается независимая энергия из окружающей среды.

На рисунке ниже изображен в действии знаменитый генератор свободной энергии Никола Тесла.

Генератор свободной энергии Никола Тесла

Для развития любой цивилизации необходим непрерывный рост восполняемой свободной энергии, ее новые источники постоянно ищут. Для этого требуется создавать генераторы с самозапиткой, использующие следующие явления:

• статическое электричество;
• особенности действия магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами (блокинг-генераторы);
• извлечение тепла путем механического нагрева;
• использование ресурсов земли и космоса;
• тепловые насосы;
• СЕ воды, ветра и магнитного поля земли;
• создание биогазовых установок;
• получение водородного топлива из воды;
• СЕ солнца.

То, что ранее казалось фантастикой, сейчас уже находит промышленное применение, хотя принцип получения свободной энергии является затратным. Новые устройства заводского изготовления имеют высокие цены и не все генераторы оправдывают ожидания. Поэтому целесообразно часть затрат сократить, изготовив установки своими руками.

Тепловые насосы

Применяется два класса устройств. Первый работает на эффекте Пельтье, а другой – испарительный.

Элементы Пельтье

Вначале элементы нашли применение в военной и космической технике, где требуется не очень мощное устройство, подверженное к тому же вибрациям и тряске. Сейчас новые устройства широко используются в быту, чаще всего для охлаждения электронной аппаратуры и в изготовлении небольших переносных холодильников. Холодильники с модулями можно изготовить своими руками, но они также есть в продаже.

Эффект Пельтье проявляется, когда на разные поверхности полупроводниковой пластины подается постоянное напряжение: одна из сторон нагревается, а другая – охлаждается. Процесс является обратимым: при поддерживании между сторонами пластины температурного перепада, между ними протекает электрический ток и устройство выполняет функцию генератора. Схема его строения изображена на рисунке ниже.

Термоэлектрический генератор (элемент Пельтье)

Преимуществом термоэлектрического генератора является отсутствие подвижных частей, которые обычно подвергаются износу и требуют обслуживания. Недостаток — это низкая производительность, поскольку при одной работающей стороне, с другой приходится рассеивать энергию во внешнюю среду.

Испарительные насосы

Принцип действия теплового насоса основан на сборе и повышении потенциала тепла через обратный цикл Карно. Система заполнена фреоном и состоит из следующих частей:

• наружный и внутренний контуры с теплоносителем;
• компрессор;
• испаритель;
• конденсатор.

Тепловая энергия берется из окружающей среды. Она является условно свободной, поскольку температура воды, воздуха и грунта всегда разная. Важно ее постоянное возобновление. Принцип действия теплового генератора можно смоделировать, если установить внутри обычного холодильника теплообменник, через который прокачивается теплая вода.

Генератор будет работать на ее охлаждение, а тепло выделяется в радиаторе задней стенки холодильника. По такому методу работает тепловой насос для отопления дома, забирая тепло из окружающей среды и перенося его в помещения. Источниками свободной тепловой энергии могут быть технические или грунтовые воды, водоем, наружный воздух, грунт.

На рисунке ниже схематически изображена установка отопления дома тепловым насосом.

Схема работы теплового насоса

Вход тепла происходит от внешнего контура (синего цвета), по которому циркулирует теплоноситель с отбором тепла (свободной энергии) из окружающего пространства, например, из водоема. В испарителе теплоноситель передает тепло (4-70С) циркулирующему через тепловой насос хладагенту, температура кипения которого составляет всего +100С.

Хладагент закипает и переходит в газообразное состояние. Теплоноситель, отдав часть тепла, уходит на подогрев, а газообразный хладагент подается на компрессор, где он сжимается, и его температура значительно повышается.

Затем он поступает в конденсатор, где передает тепло теплоносителю, циркулирующему через систему отопления дома (красного цвета).

При повышенном давлении и после потери части приобретенной свободной тепловой энергии хладагент переходит в жидкое состояние, после чего через дроссельный клапан, при пониженном давлении снова возвращается в испаритель для подогрева. Таким образом, цикл повторяется снова.

Работа теплового насоса основана на переносе тепла из окружающей среды в дом. Отношение полученной свободной энергии к затраченной превышает единицу, т. е. ее большая часть приобретается у природы даром. Обычно коэффициент трансформации тепла находится в пределах от 3 до 5. Если даже рядом с домом нет линий электропередач, с помощью дизельного компрессора можно забирать природное тепло и использовать его для отопления.

Другим достоинством генератора является его двойная направленность, т. е. зимой он может обогревать жилье, а летом применяться для охлаждения. При этом тепло, отобранное из помещений, можно использовать для подогрева воды в домашнем хозяйстве.

Испарительные насосы целесообразно купить готовые, поскольку изготовить их своими руками сложно.

Двигатели на основе реактивного действия пара или жидкости

Все уже привыкли к традиционным двигателям, но их эффективность можно значительно увеличить. Источником свободной энергии, которая практически не используется, может быть поток жидкой или газовой среды. Еще 1760 г.

был изобретен двигатель Зегнера, основанный на реактивном действии водного потока. Изобретатель установил, что при увеличении давления струи на выходе в водяной мельнице возникает избыточная мощность, ускоряющая ротор.

Здесь начинает действовать принцип «Сегнерова колеса», создающий самовращение за счет реактивного действия потока при входе воды через ось вращения (рис. ниже а).

Ротор Сегнера – схематичное изображение

Кроме того, если наклонить сопла вниз, кроме момента вращения появляется осевая тяга, поднимающая ротор и снижающая нагрузку на упорный подшипник.

Таким образом, реактивный эффект и ускорение жидкости, движущейся по спирали создает ротору момент вращения, приводящий к его ускорению, после чего внешний привод отключается и машина может работать в генераторном режиме.

Для сжимаемой среды эффект усиливается, поскольку потенциальная энергия накапливается от центробежных сил, после чего на выходе из сопел происходит резкое расширение жидкости. Этот фактор учел в подобной конструкции австрийский изобретатель Шаубергер, используя аэрированную воду. Упругая среда позволила уменьшить потери в потоке, так как несжимаемая жидкость не может перемещаться с ускорением без турбулентности и образования разрывов.

Подобный способ представляет интерес в плане получения прироста потенциальной энергии, когда не затрачиваются дополнительные силы от первичного источника. В данном случае рабочая масса движется по линии действия центробежной силы.

Наногенераторы, использующие энергию колебаний

Специальный наногенератор с самозапиткой преобразует в электроэнергию микроколебания от человеческого тела. Для того, чтобы получить электрический ток, достаточны незначительные колебания и перемещения.

Скептики считают, что применение наногенераторов создаст проблемы в движении. Но дело в том, что требуемая СЕ все равно теряется впустую, а так она будет использоваться как полезная.

Небольшие колебания улавливают очень тонкие нанонити из оксида цинка (тоньше человеческого волоса в 5 тыс. раз). Технология их изготовления не является очень сложной: волокна ткани покрываются слоем полимера, а затем – оксидом цинка.

На квадратном метре ткани вырабатывается 0,08 Вт мощности.

Нанопроволочки могут выращиваться на поверхностях любого материала: металла, полимера, керамики, ткани. Наногенераторы при этом работают в воздушной или жидкой среде.

Пока новые наногенераторы находятся на стадии разработки. Еще не решена защита оксида цинка от воздействия воды. Исследователи из США работают над созданием защитных покрытий.

Тепловой генератор Потапова

Генератор Тесла – идеальный источник энергии

Разработки изобретателя Потапова заключаются в создании необычных тепловых генераторов. При этом достигался КПД больше 1.

Устройство теплогенератора Потапова представляет собой полый цилиндр с циклоном на входе и тормозным приспособлением на выходе. Его нетрудно сделать своими руками. На рисунке изображен внешний вид генератора.

Теплогенератор – внешний вид устройства

Вода под давлением подается в циклон, где происходит закручивание потока и его перемещение к тормозному устройству, перед которым к цилиндру приварена трубка, связанная с верхней частью циклона.

При непродолжительных испытаниях эффект Потапова с нагревом воды выглядит впечатляюще. На самом деле происходит перераспределение СЕ, где участвует насос и трубопроводы, от которых отбирается тепло. Превышение теплоотдачи связано с увеличением плотности энергии вблизи цилиндра и возрастанию теплообмена при вихревом движении жидкости.

Теплогенератор Потапова похож на простое устройство, применяемое для нагрева и охлаждения газов, называемое трубкой Ранка-Хилша или вихревой трубкой (рис. ниже). В ней воздух разделяется на холодный и горячий с перепадом температуры до 1000С. Газ вводят тангенциально с высоким давлением (сечение А-А), после чего холодные сои сосредотачиваются в центре, а горячие – на периферии.

Трубка Ранка-Хилша – схематичное изображение

Вывод горячего и холодного воздуха производится с разных концов трубки.

При использовании жидкостей эффект проявляется значительно слабей по причине отсутствия адиабатического сжатия.

Трансгенератор Мельниченко

Блокинг генератор: принцип работы

Традиционный подход к работе дросселей и трансформаторов предусматривает связь магнитного поля с обмотками и проходящими по ним токам, а сердечники считаются средой распространения магнитного поля.

Физик-изобретатель Мельниченко считает, что ферромагнетик сам является носителем магнитного поля, не связанного с первичной намагничивающей обмоткой. По этому принципу работает его трансгенератор.

Если рядом с первичной обмоткой и намагничивающим сердечником расположить с определенным зазором еще один сердечник, по утверждению автора у него происходит образование своего магнитного поля, никак не связанного с индуктором.

Трансгенератор Мельниченко использует СЕ от вторичного магнитного поля со второго сердечника, не связанного с индуктором и не охватывающего обмотку индуктора (схема на рис. ниже). Автор называет ферромагнетик квантовым насосом, качающим СЕ «из ниоткуда».

Трансгенератор Мельниченко – схематичное изображение

На схеме изображено 2 лампочки по 100 Вт каждая. Обе они горят, но суммарное потребление мощности составляет 100 Вт, т. е. одна из них работает на «дармовом» электричестве с самозапиткой от вторичного магнитного поля.

Представленный на схеме генератор является интересным, но особо убедительных доказательств его работоспособности автор не приводит. Собрать его своими руками по схеме легко, но получить дармовую энергию навряд ли получится.

Блокинг-генераторы

Блокинг-генератор преобразует магнитный поток постоянных магнитов в импульсное напряжение. Он относится к статическим приборам. У блокинг-генератора отсутствуют подвижные части. При протекании тока через обмотки сердечников блокинг-генератора создаваемое магнитное поле совпадает с полем постоянных магнитов. Наведение дополнительной ЭДС должно повышать мощность генератора.

В интернете приводится множество схем других трансгенераторов и блокинг-генераторов. Многие собирали блокинг-генераторы своими руками, но полученные характеристики не соответствовали заявленным. Нет также ссылок на действующие прототипы блокинг-генераторов, где использовалась свободная энергия.

. Вечные двигатели и генераторы свободной энергии

Альтернативная энергетика в России развивается слабо из-за отсутствия законов, стимулирующих ее развитие, структур, заинтересованных в ней, а также приоритетов в освоении возобновляемых источников СЕ.

Кроме того, развитие способов получения свободной энергии тормозится относительно низкими ценами на традиционное сырье, где добытчики занимают сильные позиции и всячески препятствуют использованию СЕ.

Изготавливать новые генераторы своими руками является довольно хлопотным и чаще всего бесполезным занятием.

Источник: https://elquanta.ru/generatory/novye-generatory-ehnergii.html

Трехфазный генератор своими руками

В статье представлены различные варианты трехфазных генераторов, которые сделаны своими руками

Генератор из постоянных магнитов И. Белецкого

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

Мастера покупают изобретения в этом китайском интернет-магазине.

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

Однако там есть ошибочные выводы. Не повторяйте их.

Секреты подбора электродвигателя

Асинхронная машина может работать в режиме:

1. двигателя, когда на нее подается электрическое напряжение;

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

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

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

Для этого следует изучить характеристики статора и ротора.

Коротко о статоре

Конструкция статора асинхронного двигателя представлена:

· тремя обмотками, по которым проходит электрический ток;

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

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

Что надо знать о роторе

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

Эти обмотки могут быть:

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

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

Выглядят они следующим образом.

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

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

Важные электрические характеристики

Чтобы сделать генератор из асинхронного двигателя стоит учесть:

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

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

· КПД, cos φ;

· схему подключения обмоток.

Эти величины указываются на табличке корпуса или рассчитываются косвенными методами.

Как работает двигатель в режиме генератора

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

Две схемы звезды

Типовое подключение выглядит следующим образом.

Упрощенный вариант схемы показан ниже.

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

Схема треугольника

Она позволяет вырабатывать 220 вольт линейного напряжения.

Как подобрать конденсаторы

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

С=Q/2π∙f∙U2.

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

Рекомендуемые расчеты представлены таблицей.

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

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

Особенности эксплуатации

Для безопасной работы необходимо:

· правильно подобать измерительные приборы;

· включить в схему защиты автоматический выключатель и УЗО;

· смонтировать схему резервного питания;

· правильно выбрать систему напряжения;

· избегать перегрузок за счет эффективного подключения потребителей;

· контролировать рабочую частоту на выходе.

Источник: https://izobreteniya.net/trehfaznyiy-generator-svoimi-rukami/

Электрогенератор своими руками в домашних условиях: чертежи и подробности

Не всегда местные электросети способны полноценно обеспечивать электричеством дома, особенно, если это касается загородных дач и особняков. Перебои с постоянным электроснабжением или же его полное отсутствие заставляет искать альтернативные способы получения электричества.

Одним из таких является использование электрогенератора – прибора, способного преобразовывать и накапливать электричество, используя для этого самые необычные ресурсы (энергия солнца, ветра, приливов и отливов). Его принцип работы достаточно простой, что делает возможным сделать электрогенератор своими руками.

Возможно, самодельная модель не сможет конкурировать с аналогом заводской сборки, однако это отличный способ сэкономить более 10 000 рублей. Если рассматривать самодельный электрогенератор в качестве временного альтернативного источника электроснабжения, то вполне можно обойтись и самоделкой.

Как сделать электрогенератор, что для этого потребуется, а также какие нюансы придется учитывать, узнаем далее.

Желание иметь в своем пользовании электрогенератор омрачается одной неприятностью – это высокая стоимость агрегата. Как ни крути, но самые маломощные модели имеют достаточно заоблачную стоимость – от 15 000 рублей и выше. Именно этот факт наталкивает на мысль о собственноручном создании генератора. Однако, сам процесс может быть затруднительным, если:

• нет навыка в работе с инструментом и схемами;
• нет опыта в создании подобных приборов;
• не имеется в наличии необходимых деталей и запчастей.

Если же все это и огромное желание присутствуют, то можно попробовать собрать генератор, руководствуясь указаниями по сборке и приложенной схемой.

https://www.youtube.com/watch?v=KfAIicXtyEU

Не секрет, что покупной электрогенератор будет обладать более расширенным перечнем возможностей и функций, в то время как самоделка способна подводить и давать сбои в самые неподходящие моменты. Поэтому, покупать или делать своими руками – вопрос сугубо индивидуальный, требующий ответственного подхода.

Как работает электрогенератор

Принцип работы электрогенератора основывается на физическом явлении электромагнитной индукции. Проводник, проходящий через искусственно созданное электромагнитное поле, создает импульс, который преобразуется в постоянный ток.

Генератор имеет двигатель, который способен вырабатывать электричество, сжигая в своих отсеках определенный вид топлива: бензин, газ или дизельное топливо. В свою очередь топливо, попадая в камеру сжигания, в процессе горения вырабатывает газ, который вращает коленчатый вал. Последний передает импульс ведомому валу, который уже способен предоставить определенное количество энергии на выходе.

Читайте так же:  Все про бесперебойники для компьютера

Принцип работы устройства достаточно прост, но ровно до тех пор, пока нет необходимости рассмотрения каждого отдельного процесса. Нужно понимать, что закон Фарадея о принципах магнитной индукции, который используется в электрогенераторе, даст желаемый результат только тогда, когда будут созданы определенные условия. Главным из них является правильный расчет и соединение главных конструктивных единиц.

Вариант изготовления электрогенератора своими руками показан на видео

Асинхронный генератор: особенности и преимущества

По типу вращения ротора генераторы бывают синхронными и асинхронными. Первые имеют сложную конструкцию, а также более чувствительны к перепадам напряжения в сети, что сказывается на их продуктивности. Асинхронные, напротив, обладают более простым принципом действия, а также имеют отличные технические характеристики.

На роторе синхронного генератора помещаются магнитные катушки, что усложняет процесс движения ротора, в то время как ротор асинхронного генератора скорее похож на обычный маховик. Конструктивные особенности значительно влияют на КПД, и в синхронном есть его потери (до 11%). В асинхронном показатель потери энергии снижается до 5%, что делает его более востребованным не только в быту, но и в производстве.

Также есть и другие преимущества асинхронных генераторов:

1. Более простой корпус защищает двигатель от попадания влаги и отработанного топлива, снижая необходимость частого технического обслуживания.
2. Генератор устойчив к перепадам напряжения, а также имеет выпрямитель на выходе, который защищает подключенные электроприборы от поломки.
3. Устройство способно служить источником питания для приборов, имеющих омическую нагрузку и высокую чувствительность к скачкам напряжения: сварочные аппараты, компьютерная и вычислительная техника, лампы накаливания.
4. Обладает высоким КПД, который сочетается с минимальным клирфактором (показатель потери энергии, которая затрачивается на нагрев самого прибора).
5. Имеет срок службы не менее 15 лет, поскольку все используемые детали достаточно надежные и не поддаются быстрому износу в процессе эксплуатации.

Все эти преимущества дают повод к использованию именно асинхронного агрегата, а простота его конструкции позволяет собрать в домашних условиях.

Вариант электрогенератора с асинхронным двигателем Toyota

Читайте так же:  Делаем сварочный полуавтомат своими руками

С чего начать и что потребуется?

Для того, чтобы собрать небольшой асинхронный генератор своими руками, потребуются такие конструктивные детали:

1. Двигатель – его можно сделать самостоятельно, но это достаточно длительный и трудоемкий, поэтому лучше сэкономить время и взять двигателя из старых нерабочих бытовых приборов. Хорошо подходят двигателя от стиральной машинки и дренажных насосов.
2. Статор – лучше брать готовый вариант, где уже будет находиться обмотка.
3. Провода электрические, а также изолента.
4. Трансформатор или выпрямитель – нужен в том случае, когда получаемая на выходе электроэнергия имеет различную мощность.

Итак, приступим к работе, предварительно выполнив несколько подготовительных манипуляций, позволяющих произвести расчет мощности будущего генератора:

1. Подключаем двигатель в сеть, чтобы определить скорость вращения. Для этого нужно воспользоваться специальным прибором – тахометром.
2. Записываем полученную величину и прибавляем к ней 10%, так называемая компенсаторная величина, которая позволит исключить перенагрев двигателя в процессе работы.
3. Подбираем конденсаторы, учитывая необходимую мощность. Для удобства величины можно взять из таблицы, расположенной ниже.

Поскольку электрогенератор продуцирует электричество, нужно позаботиться о его заземлении. Отсутствие заземления и плохая изоляция может стать причиной не только быстрого износа прибора, но и представлять опасность для жизни.

Сам процесс сборки крайне прост: к двигателю поочередно подсоединяем конденсаторы, руководствуясь указанной схемой. В схеме отображена поочередность подключения, при этом емкость каждого последующего конденсатора аналогична предыдущему.

Это все, что нужно для получения маломощного генератора, способного снабжать электричеством электропилу, болгарку или циркулярку.

Этот вариант создания генератора самый простой и удобный, но имеет свои нюансы:

1. Во-первых, придется постоянно следить за температурой двигателя, не давая ему перегреваться.
2. Во-вторых, если КПД будет снижаться прямопропорционально продолжительности работы – это норма. Поэтому время от времени генератору нужно давать отдыхать, снижая его температуру до 40-45°С.
3. В-третьих, отсутствие автоматики заставит пользователя самостоятельно контролировать все процессы, периодически подсоединяя измерительные приборы к генератору (вольтметр, амперметр и тахометр).
4. Перед сборкой важно подобрать правильное оборудование, рассчитав его основные показатели и характеристики. Чертеж и схема значительно облегчат процесс работы.
5. Генератор на дровах или ветряной можно собрать подобным образом, однако для получения нужного напряжения на выходе потребуется достаточное количество энергоресурса.

Преимущества и недостатки собственноручной сборки

К положительным сторонам самодельного изготовления электрогенератора своими руками можно отнести:

1. Повышение собственной самооценки, что крайне важно для мужчин. Удачно собранный агрегат может стать предметом не только альтернативного источника питания, но и гордости.
2. Значительная экономия финансов.
3. Способность создать такой аппарат, который бы отвечал всем заявленным требованиям.

Помимо этого, процесс может усложняться и иметь массу негативных последствий:

1. Возможно, агрегат будет часто ломаться, что обусловлено невозможностью герметичного соединения всех отделов генератора.
2. Неправильное подключение или расчет мощности приведет к неисправности генератора, а также снизит его продуктивность на порядок.
3. Требуется определенный навык в работе, а также осторожность, поскольку все работы осуществляются с электричеством, с которым, как известно, шутки плохи.

Интересный вариант. Электрогенератор из велосипеда

Заключение

Таким образом, электрогенератор своими руками, может стать отличным вариантом альтернативного электроснабжения.

Его мощности будет достаточно для обеспечения электроэнергией строительных приборов, а также небольших домашних приборов. Поскольку работа производится с электричеством, то у людей, не имеющих ни малейшего представления о серьезности и опасности проделываемых манипуляций, электрогенератор может не получиться.

Не секрет, что сделанный своими руками генератор, будет раз в 5 дешевле, но не факт, что его продуктивность может конкурировать с покупной моделью заводской сборки, оснащенной автоматикой. Отказаться от подобной затеи следует в таких случаях:

• если нет уверенности в собственных силах и знаниях;
• когда несколько попыток сборки не увенчались успехом;
• если нет в наличии соответствующего оборудования и измерительных приборов;
• если нет навыка в расчетах и подборе компонентов прибора, а также в чтении схем.

При наличии всех необходимых конструктивных деталей можно попробовать собрать агрегат своими руками. Если процедура не увенчалась успехом – всегда можно прибегнуть к помощи покупных моделей. Покупка электрогенератора имеет только один минус – это высокую стоимость. Однако в некоторых случаях она вполне оправдана точностью рабочего процесса, а также возможностью самостоятельного контроля всего процесса переработки и преобразования постоянного тока в переменный.

Источник: http://generatorexperts.ru/elektrogeneratory/svoimi_rukami-2.html