Генератор из асинхронного двигателя: принцип работы, особенности конструкции, список материалов и инструментов для переделки

Что такое асинхронный двигатель

Асинхронный двигатель (АД) – это электрическая машина, используемая для превращения электрической энергии в механическую. Свое название такой двигатель получил за счет то, что частоты вращения подвижной части двигателя и магнитного поля (МП) не совпадают.

• Основа АД, это статор и ротор. Статор представляет собой цилиндр из листов электротехнической стали.
• В его сердечнике уложены специальные обмотки, которые должны быть сдвинуты на 120 градусов друг от друга.
• Ротор – это вращающаяся часть электрической машины, приводящаяся в движение ведущим или приводным валом.

Выполняется ротор из листов стали. Он может быть двух видов, фазный или короткозамкнутый, а выполнен в виде барабана, диска или колеса

Принцип действия АД заключается в том, что при подаче напряжения от внешнего источника на неподвижные обмотки статора, во вращающейся части двигателя наводится ЭДС взаимоиндукции и индуцирует вихревые токи. Из-за вихревых токов генерируется собственная ЭДС, формирующая МП ротора.

Виды асинхронных двигателей

Асинхронные двигатели могут различаться по количеству используемых фаз.

Различают однофазные, двухфазные и трехфазные электродвигатели.

1. Электродвигатели, использующие одну фазу, имеют одну рабочую обмотку, используют однофазный ток. Такой двигатель может работать от стандартной сети и является самым распространенным в своей категории. Недостатком однофазного двигателя является потребность в дополнительной обмотке, которая обеспечивает дополнительное вращение для начала движения ротора.
2. Двухфазный асинхронный двигатель устроен немного сложнее чем однофазный, он имеет фазосдвигающий конденсатор и две обмотки, которые находятся друг напротив друга. Двухфазные аппараты работают на переменном токе.
3. Трехфазный АД имеет три рабочие обмотки сдвинутые относительно друг друга на 120 градусов. Стабильная работа в таком двигателе осуществляется за счет сдвинутого в пространстве МП. Главным плюсом такого двигателя является устойчивость к перегрузкам, но у трехфазных АД сложная система регулировки скорости вращения вала.

Так же асинхронные моторы могут отличаться типом установленного в них ротора. Более распространенными в промышленности являются АД с короткозамкнутым ротором (АД с КЗР), среди преимуществ такого двигателя можно выделить:

• Дешевизна;
• Прочность;
• Высокая производительность;
• Неприхотливость в обслуживании.

Асинхронные двигатели с ротором фазного типа отличаются меньшей популярностью, обусловлено это рядом недостатков:

• Потребность в регулярном обслуживании;
• Большой расход меди;
• Сложность конструкции.

Советы по эксплуатации: какие трудности могут возникнуть

Частым проблемным явлением работы генератора является перегрузка по мощности. При ней идет интенсивный нагрев обмотки, пробой изоляции. Как следствие — поломка генератора. Возникает из-за:

Неверного подбора емкости конденсаторной батареи;

Подсоединения большого количества электротехники, суммарная мощность которой превышает номинальную мощность.

О правилах подбора емкости и расчетах мы уже говорили выше. А по проблеме перегруза по мощности в генераторе на три фазы, нужно отметить еще некоторые нюансы при подключении однофазных потребителей:

• Потребителей с вольтажом 220 Вольт можно подключать только на одну треть общей мощности (к примеру, если ген выдает 6 кВт, то это только для приборов на 380 Вольт, а для однофазных будет только 2 кВт, не больше). Иначе, возникнет перегрузка.
• Если у вашего генератора две однофазных линии, то вместе мощность по ним будет составлять 2/3 от общего показателя мощности. То есть, 6 кВт — это 4 кВт для однофазных, по 2 кВт на каждую фазу. Причем, при одновременном задействовании фаз, следите, чтоб нагрузка не отличалась от мощности до 10%, иначе возникнет явление «перекос фаз», и ток поступать не будет.

При работе важно следить за показателем частоты переменного тока. Если вы не встроили частотомер на общий электрощит, то на холостом ходу выходной вольтаж выше значения 380 Вольт (или 220 при подключении однофазных) на 4÷6 процентов.

Что такое асинхронный генератор

Асинхронный генератор (АГ) – это работающая в генераторном режиме асинхронная машина.

Конструкция асинхронного генератора очень схожа с асинхронным двигателем, но преобразование энергии происходит в обратном направлении. АГ преобразует механическую энергию (это может быть ветровая, гидравлическая или др.) в электрическую.

Принцип работы асинхронных генераторов заключается в том, что образованные в результате вращения ротора магнитные силовые линии пересекают обмотки статора. При присоединении нагрузки, образованная в катушках ЭДС приводит к появлению тока в цепи. Ниже представлены фото асинхронных генераторов:

Преимущества и недостатки асинхронных генераторов

Среди всех преимуществ асинхронного генератора стоит выделить:

• Простоту обслуживания;
• Низкую стоимость;
• Малую чувствительность к КЗ (короткому замыканию);

Несмотря на это асинхронные генераторы не пользуются большой популярностью, причиной этому являются ряд недостатков:

• Ненадежность работы при высокой нагрузке;
• Зависимость от параметров электрической сети;
• Зависимость от активно-индуктивного характера нагрузки.

Солнечная электростанция для дома своими руками

Конструкция самодельньной солнечной электростанции, построенной своими руками, представляет собой сочетание самодельной солнечной батареи и системы накопления и расходования электроэнергии. В такой электростанции наиболее дорогостоящей частью является набор солнечных элементов, которые необходимо поместить в защитный поддон. После соединения солнечной панели с аккумулирующей системой остается правильно установить и ориентировать фотопанели.

В некоторых конструкциях солнечных панелей для этого предусматриваются специальные стойки, позволяющие регулировать угол наклона панели и фиксировать азимутальную ее ориентацию. Это позволяет обеспечить максимальность количества получаемой электроэнергии в зависимости от положения солнца.

Асинхронный генератор из асинхронного двигателя

При необходимости абсолютно любой АД можно своими руками переделать в АГ. Для того, чтобы собрать такой генератор, понадобится любой АД, который можно снять со старой стиральной машины или другой техники, неодимовые магниты и эпоксидная смола.

Инструкция как сделать асинхронный генератор:

1. Для начала необходимо сделать небольшие отверстия в структуре сердечника и снять тонкий слой в 2 миллиметра. Глубина отверстий 5 миллиметров.
2. Замерить ротор, и изготовить полосы из металла в соответствии с габаритами устройства.
3. Приобрести и установить неодимовые магниты. Для каждого полюса понадобится 8 магнитов.
4. Зафиксировать магниты. Стоит учесть, что когда вы поднесете магниты к ротору они начнут смещаться, поэтому их следует хорошо удерживать пока они окончательно не зафиксируются.
5. Взять бумагу или скотч и обернуть ротор.
6. Торцевую часть ротора требуется залепить пластилином или другим похожим материалом для герметизации устройства.
7. Заполнить свободное пространство между магнитами. Сделать это нужно с помощью эпоксидной смолы.
8. Когда смола полностью застынет снять ранее используемую бумагу или скотч.
9. Отшлифовать поверхность ротора.
10. Определить состояние устройства, при необходимости заменить подшипники.
11. Для генератора требуется собрать выпрямитель, и приобрести контроллер для зарядки.

Если вы выполнили все вышеперечисленные действия, то работу можно считать завершенной. Таким образом потратив немного времени и денег, вы получаете рабочий генератор.

Процесс сборки

Тут все просто! К электродвигателю подключаются конденсаторы по схеме «треугольник». В процессе работы периодически нужно проверять температуру корпуса. Его нагрев может происходить из-за неправильно подобранных емкостей конденсатора.

За самодельным генератором, не обладающим автоматикой, нужно постоянно следить. Возникающий со временем нагрев будет понижать КПД. Тогда устройству нужно дать время для охлаждения. Время от времени следует замерять напряжение, число оборотов, и силу тока.

Неправильно рассчитанные характеристики не способны придать оборудованию необходимую мощность. Поэтому перед началом сборки, следует провести чертежные работы, и запастись схемами.

Вполне возможно, что самодельное устройство будут сопровождать частые поломки. Не стоит этому удивляться, так как герметичного монтажа всех элементов электрогенератора в домашних условиях получиться практически не может.

Итак, как сделать генератор из электродвигателя теперь надеюсь понятно. Если есть желание сконструировать аппарат, мощность которого должно хватать для одновременной работы бытовых приборов и осветительных ламп, или строительного инструмента, тогда нужно сложить их мощность и подобрать нужный двигатель. Желательно чтобы он был с небольшим запасом мощности.

• Генератор для дома — назначение устройства, подбор мощности и советы по ремонту основных типов генераторов
• Ветряные электростанции для дома: подбор современных моделей и расчет их эффективности + инструкция как сделать своими руками

• Бензиновый генератор — выбор, подключение и установка современных устройств. Рейтинг лучших генераторов для дома 2022 года!

Если при ручной сборке электрогенератора постигла неудача, не стоит отчаиваться. На рынке есть множество современных моделей, не нуждающихся в постоянном надзоре. Они могут быть различной мощности, и достаточно экономичными. В интернете есть фото генераторов, они помогут оценить габариты устройства. Единственный минус – это их дороговизна.

Где применяются асинхронные генераторы

Разные виды асинхронных генераторов возможно применять в бытовых условиях при необходимости получения небольшого количества электрической энергии из механической.

Помимо этого, АГ находят применение в качестве основных элементов электроэнергетических установок.

Например, они могут использоваться для:

1. Питания АД, бытовых приборов, для освещения, и т. п. в районах, удаленных от линий электропередач.
2. Питания радиостанций низкой мощности.
3. Нагрева и расплавления материалов теплом.
4. Электросварки.
5. Получения постоянного напряжения в автономных электрических установках.

Таким образом, выходит, что, выполнив ряд несложных операций с АД, можно получить бюджетное генераторное устройство для автономной выработки электроэнергии.

Наиболее популярные модели

На текущий момент наиболее популярными генераторами являются модели от , «U-Polemag», «Вега», а также «Верано-Ко». Они занимают обширную часть рынка устройств.

«Вега» производит аппараты, которые работают исходя из принципа магнитной индукции. Эту идею смог воплотить знаменитый физик Адамс. Цена зачастую зависит от мощности и размеров аппарата. Минимальная стоимость составляет 45 тыс. руб. У этого производителя есть ряд преимуществ:

1. Продукция от очень экологична.
2. Генераторы полностью бесшумны, что позволяет их устанавливать в любом месте.
3. Аппараты сравнительно компактные.
4. У производителя довольно много моделей, мощность которых начинается от 1,5 кВт и достигает до 10 кВт.

Минимальный эксплуатационный срок составляет 20 лет. Аккумуляторы необходимо заменять через каждые 3−4 года.

«Верано-Ко» — это украинский производитель, использующий для своей продукции только качественные комплектующие. Производит генераторы как для бытовых нужд, так и для промышленных целей. Принцип работы альтернативного источника энергии такой же, как и у других магнитных агрегатов. Самая дешёвая модель стоит 50 тыс. руб. Цены на устройства достигают 200 тыс. руб.

Вам это будет интересно Все об удельном сопротивлении

«U-Polemag» является китайским производителем. Представляет наибольшее разнообразие моделей генераторов. Стандартное КПД устройств составляет 93%. Максимальные потери энергии — 1%. Зачастую приобретается для бытового использования. Имеет компактные габариты, низкий уровень шума и небольшой вес. В комплектацию входят системы охлаждение. Максимальная длительность использования достигает 15 лет. Цены на модельный ряд начинаются от 30 тыс. руб. и достигают 90 тыс. руб.

«Энерджисистем» производит устройства вертикального типа. Однозначного мнения о качестве и мощности аппаратов у потребителей нет. Цены на генераторы немного завышены и начинаются от 50 тыс. руб.

Фото генератора сделанного из асинхронного двигателя

Поделитесь с друзьями