Меню Закрити

Як зробити генератор змінного струму своїми руками з асинхронного електродвигуна

Як зробити асинхронний електрогенератор своїми руками

Існуючі організації, що постачають електроенергією, неодноразово доводять свою некомпетентність в обслуговуванні споживачів, і все частіше люди стикаються з проблемами подачі електроенергії. Найчастіше з перебоями в електромережі або навіть відсутністю електроенергії стикаються власники особняків і дач за межами міста. У зв'язку з цим люди запасаються гасовими лампами, свічками і бензиновими генераторами.

Але не завжди є можливість придбати собі хороший генератор, і жителі вимушено стикаються з питанням, як зробити генератор своїми руками, витративши на це набагато менше, ніж на заводський агрегат.

Принцип роботи генератора

Користуючись великим попитом, генератор може бути на базі бензинового або дизельного двигуна. У більшості випадків основним інструментом вироблення електроенергії виступає асинхронний двигун, за допомогою якого проводиться енергія для робочої електромережі. Бензогенератор з асинхронним двигуном працює з більшим ККД, А обороти ротора асинхронного двигуна вище, ніж у самого мотора.

Установки із застосуванням асинхронного двигуна застосовуються не тільки в побутових умовах, а й у багатьох інших силових установках, таких як:

  • Вітрові електростанції.
  • Для роботи зварювального апарату.
  • Для підтримки електроенергії спільно з невеликою ГЕС.

У більшості випадків запуск відбувається за рахунок підключення струму, однак, для міні-станцій це не зовсім раціонально, так як генератор повинен виробляти електроенергію, а не споживати. У зв'язку з таким недоліком все частіше виробниками пропонуються самозбудні пристрої, Для запуску яких необхідно тільки послідовне підключення конденсатора.

Завдяки тому, що швидкість обертів ротора асинхронного генератора вище, ніж самого мотора, він може виробляти електроенергію. У самих звичайних моделях генераторів для вироблення електрики повинно бути не менше 1500 оборотів в хвилину.

Перевага швидкості роботи ротора при запуску перед синхронної швидкістю називають ковзанням і обчислюють у відсотках від синхронної швидкості, але так як статор обертається з великими оборотами, Ніж ротор, то відбувається утворення потоку заряджених електронів зі змінною полярністю.

При запуску підключений прилад управляє синхронної швидкістю і згодом – ковзанням. При виході з статора електрони переміщаються по ротору, але активна енергія вже знаходиться в котушках статора.

Принцип роботи двигуна полягає в перетворенні механічної енергії в електричну, а для пуску і вироблення струму необхідний сильний обертальний момент. Найбільш підходящим варіантом, на думку електриків, є підтримка оптимальної швидкості на протязі всього часу роботи генератора.

Переваги асинхронного генератора

Синхронні та асинхронні генератори мають різну конструкцію. Конструкція синхронного складніша, чутливість до перепадів напруги більше, тому продуктивність нижче, ніж асинхронного. На роторі синхронного двигуна розміщені магнітні котушки, вони ускладнюють обертання ротора, А ротор асинхронного генератора має схожість зі звичайним маховиком.

Втрата ККД синхронного генератора через конструктивної особливості близько 11%, в той час як у асинхронного – втрата до 5%. Тому асинхронні пристрої більш затребувані і в побуті, і в промисловості. Наростання попиту обумовлено не тільки високим ККД, а й іншими перевагами:

  • Проста конструкція корпусу, здатного захистити від попадання вологи і пилу, що знижує необхідність щоденного проведення ТО.
  • Стійкість до перепаду напруги і наявність випрямляча, який служить захистом для підключених електроприладів.
  • Здатний живити високочутливі прилади, наприклад, зварювальні пристрої, комп'ютери і лампи розжарювання.
  • Високий ККД і мінімальна витрата енергії на обігрів самого агрегату.
  • Тривалий термін експлуатації завдяки надійності деталей і їх стійкості до зношування при використанні.

Завдяки таким позитивним нюансам генератор може експлуатуватися на протязі 15 років, а його конструкція дозволяє зробити асинхронний генератор своїми руками.

Мотоблок для електрогенератора

Для жителів сіл і селищ за містом використання мотоблока для збірки генератора не є нововведенням, так як агрегат дуже поширений, і багато хто проводить земельні роботи з його допомогою, хоча мотоблок, як інша техніка, нерідко піддається поломок.

При великих пошкодженнях агрегату власники купують новий, але зі старим розлучитися хоче не кожен, тому старі екземпляри можуть використовуватися для самостійного конструювання генератора змінного струму 220 В. Роботою двигуна може забезпечуватися оптимальна продуктивність асинхронного двигуна в межах вольтажа від 220 до 380. Потужність двигуна потрібно вибирати не менше 15 кВт, а частота обертів вала повинна бути від 800 до 1500 об / хв. Такі характеристики необхідні для повного забезпечення електромережі житла. Адже з малопотужним двигуном отримати досить енергії не вийде, а створювати генератор для декількох освітлювальних приладів нераціонально.

Існують майстри, які виготовляють вітрогенератор з асинхронного двигуна своїми руками, але в будь-якому випадку перед складанням потрібно спочатку розрахувати потужність споживання електроенергії будівлею. Адже в невеликих дачних будиночках може бути один телевізор або дриль, для яких буде достатньо потужності електрогенератора, переробленого зі звичайної бензопили.

Підготовка матеріалу та збирання

Купівля асинхронного двигуна загрожує великими збитками фінансів, а для самостійної збірки можуть знадобитися мінімальні навички в електриці, деталі і інструменти. Але якщо прийнято рішення зробити генератор змінного струму 220 В своїми руками, то до цього необхідно підготуватися:

  1. Для нормальної роботи генератора швидкість обертання ротора повинна бути більше ніж обороти двигуна. Тому потрібно відключити двигун до мережі і обчислити швидкість обертання ротора, для цього можна використовувати тахометр.
  2. Обчислити робочу частоту оборотів майбутнього генератора. Наприклад: обороти двигуна – 1200 об / хв, а робочі обороти генератора будуть – 1320 об / хв. Таке значення можна обчислити, додавши до оборотів двигуна 10% показника тахометра;
  3. Для функціонування асинхронного двигуна необхідні конденсатори однакової ємності для підключення між фазами.
  4. Ємність конденсаторів не повинна бути сильно завищеною, інакше неминучий сильний перегрів генератора.
  5. Конденсатори повинні бути ізольовані і забезпечувати вирахувану швидкість обертання ротора генератора.

Таке просте пристрій вже можна використовувати в якості джерела електроенергії, але так як пристроєм проводиться висока напруга, то його краще застосовувати із знижуючим трансформатором.

бензиновий агрегат

Для складання бензинового приладу необхідна установка мотоблока і електродвигуна на одній станині з урахуванням паралельного розташування валів. За допомогою двох шківів буде передаватися обертальний момент від мотоблока до двигуна. Один шків потрібно встановити на вал бензинового агрегату, а другий на електромотор. Завдяки правильному співвідношенню розміру шківів буде визначатися частота обертів ротора мотора.

Після установки всіх деталей і підключення пасової передачі можна приступити до електричної частини:

  1. Обмотку електромотора необхідно з'єднати за схемою «зірка».
  2. Підключення конденсатори до фаз повинні утворити трикутник.
  3. Між кінцем обмотки середньої точкою утворюється 220 В, а 380 – між обмотками.

Ємність встановлюваних конденсаторів підбирається в залежності від потужності електродвигуна. Пристроєм виробляється електроенергія, а значить, потрібно зробити заземлення, в іншому випадку апарат може швидко зношуватися або стати причиною ураження струмом людини.

Як пристрій з невеликою потужністю можна використовувати однофазний двигун від пральної машини, дренажного насоса або іншого побутового приладу. Так само як і трифазний мотор, він повинен підключатися паралельно обмотці. Також при конструюванні можна використовувати конденсатор фазового зсуву, але потужність доведеться збільшувати до потрібної межі.

Такі прості прилади з однофазним двигуном можна використовувати для освітлення будинку або підключення малопотужних електроприладів. При цьому переробка схеми може дозволити підключення апарату до обігрівача або електропечі. Таким же чином можуть виготовлятися подібні пристрої з використанням неодімових або інших постійних магнітів.

Переваги саморобної конструкції

Головним і найважливішим перевагою є економія. Для саморобного варіанту потрібно набагато менше грошових вкладень, ніж заводські аналоги.

При грамотному проведенні збірки своїми руками електрообладнання може бути досить надійним і продуктивним в експлуатації.

Єдиним недоліком такого пристрою є те, що для новачка може бути важко розібратися у всіх тонкощах складання та виготовлення приладу. При неправильному підключенні і збірки можливі незворотні поломки, після чого витрачений час і гроші підуть даремно.

Гідро- і вітростанції

Крім бензинових пристроїв, існують і інші конструкції. Привести в рух вал електромотора можна за допомогою вітряка або водяного потоку. Конструкції не є найпростішими, але завдяки їм, можна обійтися без використання бензинового або дизельного палива.

Такий пристрій, як гідрогенератор, можна зібрати самостійно. При наявності протікає річки біля будинку воду можна застосувати як силу, що обертає вал. При цьому в русло річки встановлюється гідроколесо з лопатями. Таким чином створюється протягом, що обертає турбіну і вал електромотора, а в залежності від кількості встановлених турбін і лопатей буде збільшуватися або зменшуватися потік води і напруга генератора.

Пристрій вітрового агрегату трохи складніше, так як вітрове навантаження не є постійною величиною. Обороти вітряка, які передаються на вал мотора повинні регулюватися в залежності від необхідної частоти оборотів електромотора. Регулятором в цьому механізмі виступає редуктор. Складність конструкції полягає в тому, що при підвищенні вітру необхідний понижуючий редуктор, а при зниженні вітру – підвищує.

Рекомендації по використанню

Все асинхронні пристрої, що виробляють електроенергію, мають підвищений рівень небезпеки, в зв'язку з цим їм потрібна ізоляція. З таким обладнанням необхідно звертатися дуже акуратно і тримати його прихованим від впливу зовнішніх погодних умов:

  • Автономні пристрої оснащуються вимірювальними датчиками для фіксації даних про роботу. Рекомендується установка тахометра і вольтметра.
  • Установка вимикача або окремих кнопок включення і виключення.
  • Агрегат заземлюється в обов'язковому порядку.
  • ККД асинхронного пристрою може знижуватися на 30-50%, що є неминучим явищем при перетворенні електричної енергії з механічною.
  • Необхідно стежити за температурою установки і режимом роботи, так як апарат може перегріватися на холостому ходу.

Дотримуйтеся таких простих правил в експлуатації, і прилад буде служити протягом тривалого часу і не надасть незручностей.

Хоча саморобний пристрій і є простим в збірці, воно при цьому вимагає певних зусиль, зосередженості при роботі з конструкцією і правильним підключенням електромережі. Пристрій такого типу доцільно збирати в фінансовому плані при наявності працездатного незайнятого двигуна. В іншому випадку основний елемент приладу буде коштувати половину ціни ринкової установки. Вітрової або інший генератор краще збирати з перевірених і працездатних частин для підвищення терміну експлуатації генератора.