Indukcijski motor generator se napaja sam. Može li asinhroni motor raditi kao generator - kako ga koristiti kod kuće? Redundantnost glavnog napajanja

U članku je opisano kako napraviti trofazni (jednofazni) 220/380 V generator na bazi asinhronog elektromotora na izmjeničnu struju. Trofazni asinhroni elektromotor, koji je krajem 19. stoljeća izumio ruski elektroinženjer M.O. Dolivo-Dobrovolsky, sada je postala pretežno rasprostranjena u industriji, poljoprivredi, ali iu svakodnevnom životu.

Asinhroni elektromotori su najjednostavniji i najpouzdaniji za rad. Stoga, u svim slučajevima kada je to dopušteno u uvjetima elektromotornog pogona i nema potrebe za kompenzacijom jalove snage, treba koristiti asinhrone AC motore.

Postoje dvije glavne vrste asinhronih motora: sa kaveznim rotorom i sa faza rotor. Asinhroni kavezni elektromotor sastoji se od stacionarnog dijela - statora i pokretnog dijela - rotora, koji se okreće u ležajevima postavljenim u dva štita motora. Jezgra statora i rotora su izrađena od odvojenih elektro čeličnih limova izolovanih jedan od drugog. U žljebove jezgre statora postavljen je namotaj od izolirane žice. Namotaj šipke se postavlja u žljebove jezgre rotora ili se sipa rastopljeni aluminij. Prstenovi kratkospojnika kratko spajaju namotaj rotora na krajevima (otuda naziv kratko spojeni). Za razliku od kaveznog rotora, namotaj napravljen kao namotaj statora se postavlja u proreze fazno namotanog rotora. Krajevi namotaja dovode se do kliznih prstenova postavljenih na osovinu. Četke klize duž prstenova, povezujući namotaj sa startnim ili kontrolnim reostatom.

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

Struja teče kroz namotaj statora spojen na trofazno kolo, stvarajući rotirajuće magnetsko polje. Linije magnetnog polja rotirajućeg polja statora prelaze šipke namotaja rotora i induciraju elektromotornu silu (EMF) u njima. Pod uticajem ovog EMF-a struja teče u kratkospojnim šipkama rotora. Magnetski fluksovi nastaju oko šipki, stvarajući opće magnetsko polje rotora, koje, u interakciji s rotirajućim magnetskim poljem statora, stvara silu koja tjera rotor da se rotira u smjeru rotacije magnetskog polja statora.

Frekvencija rotacije rotora je nešto manja od frekvencije rotacije magnetnog polja stvorenog namotajem statora. Ovaj indikator karakterizira proklizavanje S i za većinu motora je u rasponu od 2 do 10%.

Najčešće se koristi u industrijskim instalacijama trofazni asinhroni elektromotori, koji se proizvode u obliku objedinjene serije. To uključuje pojedinačnu seriju 4A sa nominalnim rasponom snage od 0,06 do 400 kW, čije su mašine vrlo pouzdane, imaju dobre performanse i zadovoljavaju svjetske standarde.

Autonomni asinhroni generatori su trofazne mašine koje pretvaraju mehaničku energiju glavnog pokretača u električnu energiju naizmjenične struje. Njihova nesumnjiva prednost u odnosu na druge tipove generatora je nepostojanje mehanizma komutator-četka i, kao posljedica toga, veća izdržljivost i pouzdanost.

Rad asinhronog elektromotora u generatorskom režimu

Ako se asinhroni motor isključen iz mreže postavi u rotaciju iz bilo kojeg primarnog motora, tada, u skladu s principom reverzibilnosti električnih strojeva, kada se postigne sinhrona brzina rotacije, na priključcima namota statora formira se određeni EMF pod uticajem rezidualnog magnetnog polja. Ako sada spojite bateriju kondenzatora C na terminale namotaja statora, tada će u namotajima statora teći vodeća kapacitivna struja, koja se u ovom slučaju magnetizira.

Kapacitet baterije C mora premašiti određenu kritičnu vrijednost C0, ovisno o parametrima autonomnog asinhronog generatora: samo u tom slučaju generator se samopobuđuje i na namotajima statora je ugrađen trofazni simetrični naponski sistem. Vrijednost napona u konačnici ovisi o karakteristikama mašine i kapacitetu kondenzatora. Tako se asinhroni elektromotor s vjeveričastim kavezom može pretvoriti u asinhroni generator.

Standardno kolo za povezivanje asinhronog elektromotora kao generatora.

Kapacitivnost možete odabrati tako da nazivni napon i snaga asinhronog generatora budu jednaki naponu i snazi ​​kada radi kao električni motor.

U tabeli 1 prikazani su kapaciteti kondenzatora za pobudu asinhronih 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 Idling
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 priključiti dodatne kondenzatore. Ova se okolnost mora smatrati nedostatkom asinhronog generatora.

Frekvencija rotacije asinhronog generatora u normalnom režimu mora biti veća od asinhronog za vrijednost klizanja S = 2...10%, i odgovarati sinhronoj frekvenciji. Nepoštivanje ovog uslova će dovesti do činjenice da se frekvencija generisanog napona može razlikovati od industrijske frekvencije od 50 Hz, što će dovesti do nestabilnog rada frekventno zavisnih potrošača električne energije: električnih pumpi, mašina za pranje veša, uređaja sa ulaz transformatora.

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

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

  • Kućni transformatori za zavarivanje;
  • električne testere, električne fugalice, drobilice za zrno (snage 0,3...3 kW);
  • električne peći tipa "Rossiyanka" i "Dream" snage do 2 kW;
  • električne pegle (snage 850…1000 W).

Posebno bih se želio zadržati na radu transformatora za zavarivanje u domaćinstvu. Njihovo povezivanje na autonomni izvor električne energije je najpoželjnije, jer kada rade iz industrijske mreže, stvaraju niz neugodnosti za ostale potrošače električne energije.

Ako je transformator za zavarivanje u domaćinstvu dizajniran za rad s elektrodama promjera 2...3 mm, tada je njegova ukupna snaga približno 4...6 kW, snaga asinhronog generatora za napajanje treba biti unutar 5.. .7 kW. Ako transformator za zavarivanje u domaćinstvu omogućava rad s elektrodama promjera 4 mm, tada u najtežem načinu - "rezanje" metala, ukupna snaga koju troši može doseći 10...12 kW, odnosno snaga asinhronog generatora treba biti unutar 11...13 kW.

Kao trofaznu banku kondenzatora, dobro je koristiti takozvane kompenzatore reaktivne 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 dešifruje 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 označava trofazni ili jednostruki fazna verzija, U3 (umjerena klima treće kategorije).

U slučaju samoproizvodnje baterije treba koristiti kondenzatore kao što su MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 itd. za radni napon od najmanje 600 V. Elektrolitički kondenzatori se ne mogu koristiti.

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

Dvofazni način rada asinhronog generatora.

Slika 2 Dvofazni način rada asinhronog generatora.

Ovaj krug treba koristiti kada nema potrebe za dobivanjem trofaznog napona. Ova opcija preklapanja smanjuje radni kapacitet kondenzatora, smanjuje opterećenje primarnog mehaničkog motora u praznom hodu itd. štedi "dragoceno" gorivo.

Kao generatori male snage koji proizvode naizmjenični jednofazni napon od 220 V, možete koristiti jednofazne asinkrone elektromotore s kaveznim kavezom za upotrebu u domaćinstvu: od mašina za pranje rublja kao što su "Oka", "Volga", pumpe za navodnjavanje "Agidel ", "BTsN" itd. Njihova kondenzatorska baterija može se spojiti paralelno s radnim namotom, ili koristiti postojeći kondenzator za pomjeranje faze spojen na početni namotaj. Kapacitet ovog kondenzatora će možda trebati malo povećati. Njegova vrijednost će biti određena prirodom opterećenja priključenog na generator: aktivna opterećenja (električne peći, sijalice, električne lemilice) zahtijevaju mali kapacitet, induktivna opterećenja (elektromotori, televizori, hladnjaci) zahtijevaju više.

Slika 3 Generator male snage iz jednofaznog asinhronog motora.

Sada nekoliko riječi o primarnom mehaničkom motoru, koji će pokretati generator. Kao što znate, svaka transformacija energije povezana je s njenim neizbježnim gubicima. Njihova vrijednost je određena efikasnošću uređaja. Stoga snaga mehaničkog motora mora premašiti snagu asinhronog generatora za 50...100%. Na primjer, sa snagom asinhronog generatora od 5 kW, snaga mehaničkog motora trebala bi biti 7,5...10 kW. Koristeći mehanizam prijenosa, brzina mehaničkog motora i generatora se usklađuju tako da je način rada generatora podešen na prosječnu brzinu mehaničkog motora. Ako je potrebno, možete nakratko povećati snagu generatora povećanjem brzine mehaničkog motora.

Svaka autonomna elektrana mora sadržavati potrebni minimum priključaka: AC voltmetar (sa skalom do 500 V), mjerač frekvencije (po mogućnosti) i tri prekidača. Jedan prekidač povezuje opterećenje sa generatorom, a druga dva prekidača uzbude. Prisutnost prekidača u krugu uzbude olakšava pokretanje mehaničkog motora, a također vam omogućava da brzo smanjite temperaturu namotaja generatora nakon završetka rada, rotor nepobuđenog generatora se rotira neko vrijeme motor. Ovaj postupak produžava aktivni vijek namotaja generatora.

Ako je korištenje generatora namijenjeno za napajanje opreme koja je inače povezana na mrežu izmjenične struje (na primjer, rasvjeta u stambenoj zgradi, kućni električni aparati), tada je potrebno osigurati dvofazni prekidač koji će ovu opremu isključiti iz industrijske mreže dok generator radi. Potrebno je odvojiti obje žice: "fazu" i "nulu".

U zaključku, nekoliko općih savjeta.

1. Alternator je opasan uređaj. Koristite 380 V samo kada je to apsolutno neophodno, u svim ostalim slučajevima koristite 220 V.

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

3. Obratite pažnju na termalni način rada generatora. On "ne voli" rad u praznom hodu. Termičko opterećenje se može smanjiti pažljivijim odabirom kapacitivnosti uzbudljivih kondenzatora.

4. Nemojte pogriješiti u pogledu količine električne struje koju proizvodi generator. 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 naizmjenične struje koju proizvodi generator može se indirektno kontrolirati izlaznim naponom, koji bi u načinu rada bez opterećenja trebao biti 4...6% veći od industrijske vrijednosti od 220/380 V.


Asinhroni ili indukcijski generator je posebna vrsta uređaja koji koristi naizmjeničnu struju i ima sposobnost generiranja električne energije. Glavna karakteristika je relativno brza okretanja rotora u smislu brzine rotacije ovog elementa, značajno je superiornija od sinkrone varijante.

Jedna od glavnih prednosti je mogućnost korištenja ovog uređaja bez značajnih modifikacija kola ili dugotrajnog podešavanja.

Jednofazni tip indukcijskog generatora može se spojiti primjenom potrebnog napona na njega, što će zahtijevati njegovo povezivanje na izvor napajanja. Međutim, određeni broj modela proizvodi samopobuđivanje;

To se postiže uzastopnim dovođenjem kondenzatora u radno stanje.

Generatorsko kolo od asinhronog motora


generatorsko kolo bazirano na asinhronom motoru

Gotovo u svakoj električnoj mašini, dizajniranoj kao generator, postoje 2 različita aktivna namota, bez kojih je rad uređaja nemoguć:

  1. Field winding, koji se nalazi na posebnom sidru.
  2. Namotaj statora, koji je odgovoran za stvaranje električne struje, ovaj proces se odvija unutar njega.

Da biste vizualizirali i preciznije razumjeli sve procese koji se dešavaju tokom rada generatora, najbolja opcija bi bila da se detaljnije pogleda njegov radni dijagram:

  1. voltaža, koji se napaja iz baterije ili bilo kojeg drugog izvora, stvara magnetsko polje u namotu armature.
  2. Rotirajući elementi uređaja zajedno sa magnetnim poljem mogu se implementirati na različite načine, uključujući i ručno.
  3. Magnetno polje, rotirajući određenom brzinom, stvara elektromagnetsku indukciju, zbog čega se u namotu pojavljuje električna struja.
  4. Velika većina shema koje se danas koriste nema mogućnost pružanja napona na namotu armature, to je zbog prisustva rotora s vjevericama u dizajnu. Stoga, bez obzira na brzinu i vrijeme rotacije osovine, uređaji za napajanje će i dalje biti bez napona.

Prilikom pretvaranja motora u generator, neovisno stvaranje pokretnog magnetskog polja jedan je od glavnih i obaveznih uvjeta.

Generatorski uređaj


Prije poduzimanja bilo kakve radnje za preuređenjeu generator, morate razumjeti strukturu ove mašine, koja izgleda ovako:

  1. Stator, koji je opremljen 3-faznim mrežnim namotom koji se nalazi na njegovoj radnoj površini.
  2. Navijanje organiziran tako da po obliku podsjeća na zvijezdu: 3 početna elementa su međusobno povezana, a 3 suprotne strane spojene na klizne prstenove koji nemaju dodirnih tačaka jedan s drugim.
  3. Klizni prstenovi imaju pouzdano pričvršćivanje na osovinu rotora.
  4. U dizajnu Postoje posebne četke koje ne čine nikakve samostalne pokrete, ali pomažu u uključivanju reostata s tri faze. To vam omogućava da promijenite parametre otpora namotaja koji se nalazi na rotoru.
  5. Često, u unutrašnjem uređaju postoji takav element kao što je automatski kratkospojnik, koji je neophodan za kratki spoj namotaja i zaustavljanje reostata koji je u radnom stanju.
  6. Još jedan dodatni element generatorskog uređaja može biti poseban uređaj koji razdvaja četke i klizne prstenove u trenutku kada prođu kroz fazu zatvaranja. Ova mjera pomaže da se značajno smanje gubici trenja.

Izrada generatora od motora

Zapravo, svaki asinhroni elektromotor može se vlastitim rukama pretvoriti u uređaj koji funkcionira kao generator, koji se zatim može koristiti u svakodnevnom životu. Čak i motor uzet iz stare mašine za pranje veša ili bilo koje druge opreme za domaćinstvo može biti prikladan za ovu svrhu.

Da bi se ovaj proces uspješno implementirao, preporučuje se pridržavanje sljedećeg algoritma radnji:

  1. Uklonite sloj jezgre motora, zbog čega će se u njegovoj strukturi formirati udubljenje. To se može učiniti na strugu, preporučuje se uklanjanje 2 mm. kroz jezgro i napravite dodatne rupe dubine oko 5 mm.
  2. Uzmite dimenzije iz rezultirajućeg rotora, nakon čega se od limenog materijala izrađuje šablon u obliku trake, koji će odgovarati dimenzijama uređaja.
  3. Instaliraj u rezultirajućem slobodnom prostoru nalaze se neodimijski magneti, koji se moraju kupiti unaprijed. Svaki pol će zahtijevati najmanje 8 magnetnih elemenata.
  4. Fiksiranje magneta može se raditi pomoću univerzalnog superljepila, ali treba voditi računa da će prilikom približavanja površini rotora promijeniti svoj položaj, pa ih morate čvrsto držati rukama dok se svaki element ne zalijepi. Pored toga, preporučuje se da koristite zaštitne naočare tokom ovog procesa kako biste izbjegli prskanje ljepila u oči.
  5. Zamotajte rotor običan papir i traka, koji će biti potrebni za njegovo pričvršćivanje.
  6. Krajnji dio rotora prekrijte plastelinom, koji će osigurati brtvljenje uređaja.
  7. Nakon izvršenih radnji potrebno je obraditi slobodne šupljine između magnetnih elemenata. Da biste to učinili, preostali slobodni prostor između magneta mora biti ispunjen epoksidnom smolom. Najprikladniji način bi bio izrezati posebnu rupu u ljusci, pretvoriti je u vrat i zapečatiti granice plastelinom. Unutra možete sipati smolu.
  8. Sačekajte da se potpuno stvrdne napunjen smolom, nakon čega se zaštitna papirna školjka može ukloniti.
  9. Rotor mora biti fiksiran pomoću mašine ili škripca da se može obraditi, a to se sastoji od brušenja površine. Za ove svrhe možete koristiti brusni papir srednje granulacije.
  10. Odredite stanje i svrhu žica koje izlaze iz motora. Dva bi trebala dovesti do radnog namotaja, ostatak se može odrezati kako se u budućnosti ne bi zbunili.
  11. Ponekad je proces rotacije prilično loš, najčešće su uzrok stari dotrajali i zategnuti ležajevi, u tom slučaju se mogu zamijeniti novim.
  12. Ispravljač za generator mogu se sastaviti od specijalnog silicijuma, koji je dizajniran posebno za ove svrhe. Također vam neće trebati kontroler za punjenje;

Nakon što su svi gore navedeni koraci završeni, proces se može smatrati završenim, asinhroni motor je pretvoren u generator istog tipa.

Procjena nivoa efikasnosti - da li je to isplativo?


Proizvodnja električne struje elektromotorom je sasvim realna i izvodljiva u praksi, glavno je pitanje koliko je to isplativo?

Poređenje se vrši prvenstveno sa sinhronom verzijom sličnog uređaja, u kojem nema električnog pobudnog kruga, ali unatoč toj činjenici, njegova struktura i dizajn nisu jednostavniji.

To je zbog prisutnosti kondenzatorske banke, koja je izuzetno tehnički složen element koji nedostaje u asinkronom generatoru.

Glavna prednost asinhronog uređaja je u tome što raspoloživi kondenzatori ne zahtijevaju nikakvo održavanje, jer se sva energija prenosi iz magnetnog polja rotora i struje koja se stvara tokom rada generatora.

Električna struja stvorena tokom rada praktično nema više harmonike, što je još jedna značajna prednost.

Asinhroni uređaji nemaju drugih prednosti osim navedenih, ali imaju niz značajnih nedostataka:

  1. Tokom njihovog rada ne postoji mogućnost osiguranja nazivnih industrijskih parametara električne struje koju generiše generator.
  2. Visok stepen osetljivostičak i do najmanjih razlika u parametrima opterećenja.
  3. Ako su dozvoljeni parametri opterećenja na generatoru prekoračeni, otkriće se nedostatak električne energije, nakon čega će punjenje postati nemoguće i proces proizvodnje će biti zaustavljen. Da bi se otklonio ovaj nedostatak, često se koriste baterije značajnog kapaciteta, koje imaju mogućnost mijenjanja volumena ovisno o veličini primijenjenog opterećenja.

Električna struja koju proizvodi asinhroni generator podložna je čestim promjenama, čija je priroda nepoznata, slučajna je i ne može se ni na koji način objasniti naučnim argumentima.

Nemogućnost uzimanja u obzir i odgovarajuće kompenzacije za takve promjene objašnjava činjenicu da ovakvi uređaji nisu stekli popularnost i nisu postali posebno rašireni u najozbiljnijim industrijama ili kućnim poslovima.

Funkcionisanje asinhronog motora kao generatora


U skladu sa principima na kojima rade sve takve mašine, rad indukcionog motora nakon pretvaranja u generator odvija se na sledeći način:

  1. Nakon spajanja kondenzatora na terminale, na namotajima statora dolazi do niza procesa. Konkretno, vodeća struja počinje da se kreće u namotu, što stvara efekat magnetizacije.
  2. Samo ako se kondenzatori poklapaju parametara potrebnog kapaciteta, uređaj se samopobuđuje. Ovo promoviše simetričan trofazni sistem napona na namotaju statora.
  3. Konačna vrijednost napona zavisiće od tehničkih mogućnosti mašine koja se koristi, kao i od mogućnosti upotrebljenih kondenzatora.

Zahvaljujući opisanim radnjama, dolazi do procesa pretvaranja asinhronog motora s vjeveričastim kavezom u generator sličnih karakteristika.

Aplikacija

U svakodnevnom životu i proizvodnji, takvi generatori se široko koriste u različitim poljima i područjima, ali su najtraženiji za obavljanje sljedećih funkcija:

  1. Koristi se kao motori za , ovo je jedna od najpopularnijih karakteristika. Mnogi ljudi prave svoje asinkrone generatore da bi ih koristili u ove svrhe.
  2. Radi kao hidroelektrana sa malim izlazom.
  3. Obezbeđivanje hrane i struju iz gradskog stana, privatne seoske kuće ili individualne kućne opreme.
  4. Obavljanje osnovnih funkcija generator za zavarivanje.
  5. Neprekidna oprema naizmjenične struje pojedinih potrošača.


Neophodno je imati određene vještine i znanja ne samo u proizvodnji, već iu radu s takvim strojevima, sljedeći savjeti mogu pomoći u tome:

  1. Bilo koja vrsta asinhronih generatora Bez obzira na područje u kojem se koriste, to je opasan uređaj, iz tog razloga se preporučuje izolacija.
  2. Tokom procesa proizvodnje uređaja potrebno je razmotriti ugradnju mjernih instrumenata, jer će biti potrebno dobiti podatke o njegovom funkcionisanju i radnim parametrima.
  3. Dostupnost posebnih dugmadi, pomoću kojih možete upravljati uređajem, uvelike olakšava proces rada.
  4. Uzemljenje je obavezan zahtjev koji se mora implementirati prije pokretanja generatora.
  5. Tokom rada, Efikasnost asinhronog uređaja može periodično da se smanji za 30-50% nije moguće prevazići pojavu ovog problema, jer je ovaj proces sastavni deo konverzije energije.

Energija električne struje, koja ulazi u unutrašnjost asinhronog motora, lako se pretvara u energiju kretanja na izlazu iz njega. Ali šta ako je potrebna obrnuta transformacija? U ovom slučaju možete napraviti domaći generator od asinhronog motora. Funkcioniraće samo na drugačiji način: električna energija će se početi proizvoditi mehaničkim radom. Idealno rješenje je transformirati ga u vjetrogenerator – izvor besplatne energije.

Eksperimentalno je dokazano da magnetsko polje stvara naizmjenično električno polje. Ovo je osnova principa rada asinhronog motora, čiji dizajn uključuje:

  • Telo je ono što vidimo spolja;
  • Stator je stacionarni dio elektromotora;
  • Rotor je element koji se pokreće.

Glavni element statora je namotaj, na koji se dovodi naizmjenični napon (princip rada nije na trajnim magnetima, već na magnetskom polju koje je oštećeno naizmjeničnim električnim). Rotor je cilindar sa utorima u koje se postavlja namotaj. Ali struja koja ulazi u njega ima suprotan smjer. Kao rezultat, formiraju se dva naizmjenična električna polja. Svaki od njih stvara magnetsko polje, koje počinje međusobno djelovati. Ali dizajn statora je takav da se ne može pomicati. Dakle, rezultat interakcije dva magnetna polja je rotacija rotora.

Dizajn i princip rada elektrogeneratora

Eksperimenti također potvrđuju da magnetsko polje stvara naizmjenično električno polje. Ispod je dijagram koji jasno ilustrira princip rada generatora.

Ako se metalni okvir postavi i rotira u magnetskom polju, magnetni tok koji prodire u njega će se početi mijenjati. To će dovesti do stvaranja indukcijske struje unutar okvira. Ako spojite krajeve na potrošač struje, na primjer, na električnu lampu, možete promatrati njen sjaj. Ovo sugerira da je mehanička energija potrošena na rotiranje okvira unutar magnetnog polja pretvorena u električnu energiju, što je pomoglo u paljenju lampe.

Strukturno, električni generator se sastoji od istih dijelova kao i elektromotor: kućišta, statora i rotora. Razlika je samo u principu rada. Rotor pokreće magnetsko polje koje stvara električno polje u namotu statora. A električna struja se pojavljuje u namotu statora zbog promjene magnetskog toka koji prodire u njega, zbog prisilne rotacije rotora.

Od elektromotora do elektrogeneratora

Ljudski život danas je nezamisliv bez struje. Zbog toga se svuda grade elektrane, pretvarajući energiju vode, vjetra i atomskih jezgara u električnu energiju. Postala je univerzalna jer se može pretvoriti u energiju kretanja, topline i svjetlosti. To je postalo razlog za masovno širenje elektromotora. Električni generatori su manje popularni jer država snabdijeva strujom centralno. Ali ipak, ponekad se desi da nema struje i da je nema odakle. U ovom slučaju pomoći će vam generator iz asinhronog motora.

Gore smo već rekli da su električni generator i motor strukturno slični jedan drugom. Ovo postavlja pitanje: da li je moguće koristiti ovo čudo tehnologije kao izvor i mehaničke i električne energije? Ispostavilo se da je to moguće. A mi ćemo vam reći kako vlastitim rukama pretvoriti motor u izvor struje.

Značenje prerade

Ako vam treba električni generator, zašto ga praviti od motora ako možete kupiti novu opremu? Međutim, visokokvalitetna električna oprema nije jeftino zadovoljstvo. A ako imate motor koji se trenutno ne koristi, zašto ga ne biste dobro iskoristili? Uz jednostavne manipulacije i uz minimalne troškove, dobit ćete odličan izvor struje koji može napajati uređaje s aktivnim opterećenjem. To uključuje kompjutersku, elektronsku i radio opremu, obične lampe, grijače i pretvarače za zavarivanje.

Ali ušteda nije jedina prednost. Prednosti generatora električne struje konstruisanog od asinhronog elektromotora:

  • Dizajn je jednostavniji od sinkronog analoga;
  • Maksimalna zaštita unutrašnjosti od vlage i prašine;
  • Visoka otpornost na preopterećenja i kratke spojeve;
  • Gotovo potpuno odsustvo nelinearnih izobličenja;
  • Faktor klirensa (vrijednost koja izražava neravnomjernu rotaciju rotora) ne više od 2%;
  • Namotaji su statični tokom rada, tako da se ne troše dugo vremena, povećavajući njihov vijek trajanja;
  • Proizvedena električna energija odmah ima napon od 220V ili 380V, ovisno o tome koji motor odlučite pretvoriti: jednofazni ili trofazni. To znači da se strujni potrošači mogu direktno priključiti na generator, bez pretvarača.

Čak i ako električni generator ne može u potpunosti zadovoljiti vaše potrebe, može se koristiti u kombinaciji s centraliziranim napajanjem. U ovom slučaju, opet govorimo o štednji: morat ćete platiti manje. Korist će biti izražena kao razlika dobijena oduzimanjem proizvedene električne energije od količine potrošene električne energije.

Šta je potrebno za preuređenje?

Da biste vlastitim rukama napravili generator od asinhronog motora, prvo morate razumjeti što sprječava pretvaranje električne energije iz mehaničke energije. Podsjetimo da je za formiranje indukcijske struje neophodno prisustvo magnetskog polja koje se mijenja s vremenom. Kada oprema radi u motornom režimu, stvara se i u statoru i u rotoru zbog napajanja iz mreže. Ako prebacite opremu u režim generatora, ispada da uopće nema magnetnog polja. Odakle dolazi?

Nakon što oprema radi u motornom režimu, rotor zadržava preostalu magnetizaciju. Upravo ta sila uzrokuje indukovanu struju u statoru zbog prisilne rotacije. A da bi se magnetsko polje održalo, bit će potrebno ugraditi kondenzatore koji nose kapacitivnu struju. On je taj koji će održati magnetizaciju zbog samouzbude.

Riješili smo pitanje odakle dolazi izvorno magnetno polje. Ali kako pokrenuti rotor? Naravno, ako ga vrtite vlastitim rukama, možete napajati malu sijalicu. Ali malo je vjerovatno da će vas rezultat zadovoljiti. Idealno rješenje je pretvoriti motor u vjetrogenerator, odnosno vjetrenjaču.

Ovo je naziv za uređaj koji pretvara kinetičku energiju vjetra u mehaničku, a zatim u električnu. Vetrogeneratori su opremljeni lopaticama koje se pomeraju kada se sretnu sa vetrom. Mogu se rotirati u vertikalnoj i horizontalnoj ravnini.

Od teorije do prakse

Izgradimo vjetrogenerator od motora vlastitim rukama. Za lakše razumevanje, dijagrami i video zapisi su priloženi uputstvima. trebat će vam:

  • Uređaj za prijenos energije vjetra na rotor;
  • Kondenzatori za svaki namotaj statora.

Teško je formulisati pravilo prema kojem biste mogli prvi put odabrati uređaj za hvatanje vjetra. Ovdje se morate voditi činjenicom da kada oprema radi u generatorskom režimu, brzina rotora treba biti 10% veća nego kada radi kao motor. Morate uzeti u obzir ne nominalnu frekvenciju, već brzinu praznog hoda. Primjer: nazivna frekvencija je 1000 o/min, au stanju mirovanja je 1400. Tada će vam za generiranje struje biti potrebna frekvencija od približno 1540 o/min.

Izbor kondenzatora po kapacitetu vrši se prema formuli:

C je potreban kapacitet. Q – brzina rotacije rotora u okretajima u minuti. P je broj “pi” jednak 3,14. f – frekvencija faze (konstantna vrijednost za Rusiju, jednaka 50 Herca). U – napon mreže (220 ako je jedna faza, a 380 ako je tri).

Primjer izračuna : Trofazni rotor se okreće pri 2500 o/min. OndaC = 2500/(2*3,14*50*380*380)=56 µF.

Pažnja! Nemojte odabrati spremnik veći od izračunate vrijednosti. Inače će aktivni otpor biti visok, što će dovesti do pregrijavanja generatora. To se također može dogoditi kada se uređaj pokrene bez opterećenja. U ovom slučaju, bit će korisno smanjiti kapacitet kondenzatora. Da biste to olakšali sami, postavite posudu ne kao cjelinu, već kao montažnu. Na primjer, 60 μF može biti sastavljeno od 6 komada od 10 μF povezanih paralelno jedan s drugim.

Kako se povezati?

Pogledajmo kako napraviti generator od asinhronog motora, koristeći primjer trofaznog motora:

  1. Spojite osovinu na uređaj koji rotira rotor koristeći energiju vjetra;
  2. Spojite kondenzatore u uzorak trokuta, čiji su vrhovi spojeni na krajeve zvijezde ili vrhove trokuta statora (ovisno o vrsti veze namotaja);
  3. Ako je na izlazu potreban napon od 220 volti, spojite namote statora u trokut (kraj prvog namota s početkom drugog, kraj drugog s početkom trećeg, kraj trećeg sa početkom prvog);
  4. Ako trebate napajati uređaje od 380 volti, tada je zvjezdani krug pogodan za spajanje namotaja statora. Da biste to učinili, spojite početak svih namotaja zajedno, a krajeve spojite na odgovarajuće posude.

Korak po korak upute o tome kako vlastitim rukama napraviti jednofazni vjetrogenerator male snage:

  1. Uklonite elektromotor sa stare mašine za pranje veša;
  2. Odredite radni namotaj i spojite kondenzator paralelno s njim;
  3. Osigurajte da se rotor rotira koristeći energiju vjetra.

Dobićete vetrenjaču, kao na videu, i proizvodiće 220 volti.

Za električne uređaje koji se napajaju istosmjernom strujom, bit će potreban dodatni ispravljač. A ako ste zainteresirani za praćenje parametara napajanja, instalirajte ampermetar i voltmetar na izlaz.

Savjet! Zbog nedostatka stalnog vjetra, vjetrogeneratori ponekad mogu prestati raditi ili ne rade punim kapacitetom. Stoga je zgodno organizirati vlastitu elektranu. Da bi se to postiglo, vjetrenjača je povezana na bateriju tokom vjetrovitog vremena. Akumulirana električna energija se može koristiti u mirnim periodima.

Elektromotor je uređaj koji djeluje kao pretvarač energije i radi u načinu dobivanja mehaničke energije iz električne energije. Kroz jednostavne transformacije bez upotrebe trajnog magneta, ali zahvaljujući rezidualnoj magnetizaciji, motor počinje raditi kao izvor energije. Ovo su dvije međusobno inverzne pojave koje vam pomažu da uštedite: ne morate kupovati vjetrogenerator ako imate električni motor koji leži uokolo. Pogledajte video i naučite.

Za napajanje kućanskih uređaja i industrijske opreme potreban je izvor električne energije. Električnu struju je moguće proizvesti na nekoliko načina. Ali danas najperspektivnije i najisplativije je stvaranje struje električnim mašinama. Najlakši za proizvodnju, najjeftiniji i najpouzdaniji u radu pokazao se asinhroni generator, koji proizvodi lavovski dio električne energije koju trošimo.

Korištenje električnih strojeva ovog tipa diktirano je njihovim prednostima. Asinhroni električni generatori, nasuprot tome, pružaju:

  • viši stepen pouzdanosti;
  • dug radni vek;
  • efikasnost;
  • minimalni troškovi održavanja.

Ova i druga svojstva asinhronih generatora inherentna su njihovom dizajnu.

Dizajn i princip rada

Glavni radni dijelovi asinhronog generatora su rotor (pokretni dio) i stator (fiksni dio). Na slici 1, rotor se nalazi na desnoj strani, a stator na lijevoj strani. Obratite pažnju na dizajn rotora. Na njemu se ne vide namoti bakrene žice. Zapravo, namotaji postoje, ali se sastoje od aluminijskih šipki kratko spojenih na prstenove koji se nalaze s obje strane. Na fotografiji su šipke vidljive u obliku kosih linija.

Dizajn kratkospojnih namotaja formira takozvani „kavez vjeverice“. Prostor unutar ovog kaveza ispunjen je čeličnim pločama. Tačnije, aluminijumske šipke su utisnute u proreze napravljene u jezgru rotora.

Rice. 1. Rotor i stator asinhronog generatora

Asinhrona mašina, čija je struktura gore opisana, naziva se generator kaveza. Svako ko je upoznat sa dizajnom asinhronog elektromotora verovatno je primetio sličnost u strukturi ove dve mašine. U suštini, oni se ne razlikuju, budući da su asinhroni generator i kavezni elektromotor gotovo identični, s izuzetkom dodatnih uzbudnih kondenzatora koji se koriste u generatorskom režimu.

Rotor se nalazi na osovini, koja se nalazi na ležajevima pričvršćenim s obje strane poklopcima. Cijela konstrukcija je zaštićena metalnim kućištem. Generatori srednje i velike snage zahtevaju hlađenje, pa se na osovinu dodatno ugrađuje ventilator, a samo kućište je rebrasto (vidi sl. 2).


Rice. 2. Asinhroni generatorski sklop

Princip rada

Po definiciji, generator je uređaj koji pretvara mehaničku energiju u električnu. Nije bitno koja se energija koristi za rotaciju rotora: vjetar, potencijalna energija vode ili unutrašnja energija koju turbina ili motor sa unutrašnjim sagorijevanjem pretvara u mehaničku energiju.

Kao rezultat rotacije rotora, linije magnetskog polja formirane zaostalom magnetizacijom čeličnih ploča prelaze namotaje statora. U zavojnicama se stvara EMF, koji, kada su spojeni aktivni tereti, dovodi do stvaranja struje u njihovim krugovima.

U ovom slučaju važno je da sinhrona brzina rotacije osovine bude nešto (oko 2 - 10%) veća od sinhrone frekvencije naizmjenične struje (podešene brojem polova statora). Drugim riječima, potrebno je osigurati asinhronost (nepodudarnost) brzine rotacije veličinom klizanja rotora.

Treba napomenuti da će struja dobijena na ovaj način biti mala. Za povećanje izlazne snage potrebno je povećati magnetnu indukciju. Povećanje efikasnosti uređaja postižu spajanjem kondenzatora na terminale zavojnica statora.

Slika 3 prikazuje dijagram asinhronog alternatora za zavarivanje pobuđenog kondenzatorom (lijeva strana dijagrama). Imajte na umu da su kondenzatori polja povezani u delta konfiguraciji. Desna strana slike je stvarni dijagram samog inverterskog aparata za zavarivanje.


Rice. 3. Šema asinhronog generatora za zavarivanje

Postoje i druge, složenije šeme pobude, na primjer, korištenjem induktora i niza kondenzatora. Primjer takvog kola prikazan je na slici 4.


Slika 4. Šema uređaja sa induktorima

Razlika od sinhronog generatora

Glavna razlika između sinhronog alternatora i asinhronog generatora je dizajn rotora. U sinhronoj mašini, rotor se sastoji od žičanih namotaja. Za stvaranje magnetske indukcije koristi se autonomni izvor napajanja (često dodatni DC generator male snage koji se nalazi na istoj osi kao i rotor).

Prednost sinhronog generatora je što stvara struju većeg kvaliteta i lako se sinkronizira s drugim alternatorima sličnog tipa. Međutim, sinhroni alternatori su osjetljiviji na preopterećenja i kratke spojeve. Oni su skuplji od svojih asinkronih kolega i zahtjevniji za održavanje - potrebno je pratiti stanje četkica.

Harmonički koeficijent ili faktor čišćenja asinhronih generatora je niži nego kod sinhronih alternatora. To jest, oni proizvode gotovo čistu električnu energiju. Sljedeće rade stabilnije na takvim strujama:

  • podesivi punjači;
  • savremeni televizijski prijemnici.

Asinhroni generatori omogućavaju pouzdano pokretanje elektromotora koji zahtijevaju velike startne struje. Po ovom pokazatelju, oni zapravo nisu inferiorni od sinhronih mašina. Imaju manje reaktivnih opterećenja, što pozitivno utiče na termičke uslove, jer se manje energije troši na reaktivnu snagu. Asinhroni alternator ima bolju stabilnost izlazne frekvencije pri različitim brzinama rotora.

Klasifikacija

Generatori kaveznog tipa su najrašireniji zbog jednostavnosti njihovog dizajna. Međutim, postoje i druge vrste asinkronih strojeva: alternatori s namotanim rotorom i uređaji koji koriste trajne magnete koji formiraju pobudni krug.

Poređenja radi, na slici 5 prikazana su dva tipa generatora: lijevo na bazi, a desno - asinhrona mašina na bazi IM sa namotanim rotorom. Čak i brzi pogled na šematske slike otkriva kompliciran dizajn namotanog rotora. Prisutnost kliznih prstenova (4) i mehanizma držača četkica (5) privlači pažnju. Broj 3 označava žljebove za namotaje žice, na koje se mora dovesti struja da bi se uzbudio.


Rice. 5. Vrste asinhronih generatora

Prisutnost namota polja u rotoru asinhronog generatora poboljšava kvalitetu generirane električne struje, ali se gube prednosti kao što su jednostavnost i pouzdanost. Stoga se takvi uređaji koriste kao izvor autonomne energije samo u onim područjima gdje je teško bez njih. Trajni magneti u rotorima se uglavnom koriste za proizvodnju generatora male snage.

Područje primjene

Najčešća upotreba agregata sa kaveznim rotorom. Oni su jeftini i praktično ne zahtijevaju održavanje. Uređaji opremljeni početnim kondenzatorima imaju pristojne pokazatelje efikasnosti.

Asinhroni alternatori se često koriste kao autonomni ili rezervni izvor napajanja. Oni rade s njima, koriste se za moćne mobilne i.

Alternatori s trofaznim namotajima pouzdano pokreću trofazni elektromotor, stoga se često koriste u industrijskim elektranama. Oni također mogu napajati opremu u jednofaznim mrežama. Dvofazni način rada vam omogućava uštedu goriva na motoru s unutarnjim sagorijevanjem, budući da su neiskorišteni namoti u stanju mirovanja.

Opseg primjene je prilično širok:

  • transportna industrija;
  • Poljoprivreda;
  • kućna sfera;
  • medicinske ustanove;

Asinhroni alternatori su pogodni za izgradnju lokalnih vjetroelektrana i hidrauličnih elektrana.

DIY asinhroni generator

Odmah da rezervišemo: ne govorimo o izradi generatora od nule, već o pretvaranju asinhronog motora u alternator. Neki majstori koriste gotov stator od motora i eksperimentiraju s rotorom. Ideja je korištenje neodimijskih magneta za izradu stupova rotora. Radni komad sa zalijepljenim magnetima može izgledati otprilike ovako (vidi sliku 6):


Rice. 6. Blank sa zalijepljenim magnetima

Zalijepite magnete na posebno obrađeni komad montiran na osovinu elektromotora, poštujući njihov polaritet i ugao pomaka. Ovo će zahtijevati najmanje 128 magneta.

Gotova konstrukcija mora biti prilagođena statoru i istovremeno osigurati minimalni razmak između zubaca i magnetnih polova proizvedenog rotora. Budući da su magneti ravni, morat ćete ih brusiti ili oštriti, a pritom stalno hladiti strukturu, budući da neodimijum gubi svoja magnetna svojstva na visokim temperaturama. Ako sve uradite kako treba, generator će raditi.

Problem je što je vrlo teško napraviti idealan rotor u zanatskim uslovima. Ali ako imate strug i voljni ste provesti nekoliko sedmica na prilagođavanju i modifikacijama, možete eksperimentirati.

Predlažem praktičniju opciju - pretvaranje asinhronog motora u generator (pogledajte video ispod). Da biste to učinili, trebat će vam električni motor odgovarajuće snage i prihvatljive brzine rotora. Snaga motora mora biti najmanje 50% veća od potrebne snage alternatora. Ako imate na raspolaganju takav elektromotor, počnite s obradom. Inače, bolje je kupiti gotov generator.

Za reciklažu će vam trebati 3 kondenzatora marki KBG-MN, MBGO, MBGT (možete uzeti druge marke, ali ne i elektrolitičke). Odaberite kondenzatore za napon od najmanje 600 V (za trofazni motor). Reaktivna snaga generatora Q povezana je sa kapacitivnošću kondenzatora sljedećom zavisnošću: Q = 0,314·U 2 ·C·10 -6.

Sa povećanjem opterećenja raste i jalova snaga, što znači da je za održavanje stabilnog napona U potrebno povećati kapacitet kondenzatora, dodajući nove kapacitete prebacivanjem.

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

Dio 2

U praksi se obično bira prosječna vrijednost, pod pretpostavkom da opterećenje neće biti maksimalno.

Nakon odabira parametara kondenzatora, spojite ih na terminale namotaja statora kao što je prikazano na dijagramu (slika 7). Generator je spreman.


Rice. 7. Dijagram povezivanja kondenzatora

Asinhroni generator ne zahtijeva posebnu njegu. Njegovo održavanje se sastoji od praćenja stanja ležajeva. U nominalnim režimima, uređaj može raditi godinama bez intervencije operatera.

Slaba karika su kondenzatori. Mogu propasti, posebno kada su njihove denominacije pogrešno odabrane.

Generator se zagrijava tokom rada. Ako često povezujete povećana opterećenja, pratite temperaturu uređaja ili vodite računa o dodatnom hlađenju.

Penzioner pravi vetrenjače i štedi na struji

Penzioner iz Regija Amur je odlučilasam da se borimpovećanje tarifa zastruja. Nakon toga se javila želja da se učini gotovo nemogućestigli su sljedeći računijavna komunalna preduzeća.

Tada je bivši energetičar izradio vlastiti plan za elektrifikaciju cijele lokacije. Sada se oštrice okreću na vrhu, a svjetla na dnu svijetle. O kako vetar je doneo promene

Asinhroni elektromotor kao generator

Rad asinhronog elektromotora u generatorskom režimu

U članku je opisano kako napraviti trofazni (jednofazni) 220/380 V generator na bazi asinhronog elektromotora na izmjeničnu struju.

Trofazni asinhroni elektromotor, koji je krajem 19. stoljeća izumio ruski elektroinženjer M.O. Dolivo-Dobrovolsky, sada je postala pretežno rasprostranjena u industriji, poljoprivredi, ali iu svakodnevnom životu. Asinhroni elektromotori su najjednostavniji i najpouzdaniji za rad. Stoga, u svim slučajevima kada je to dopušteno u uvjetima elektromotornog pogona i nema potrebe za kompenzacijom jalove snage, treba koristiti asinhrone AC motore.

Postoje dvije glavne vrste asinhronih motora:sa kaveznim rotorom i sa faznim rotorom . Asinhroni kavezni elektromotor sastoji se od stacionarnog dijela - statora i pokretnog dijela - rotora, koji se okreće u ležajevima postavljenim u dva štita motora. Jezgra statora i rotora su izrađena od odvojenih elektro čeličnih limova izolovanih jedan od drugog. U žljebove jezgre statora postavljen je namotaj od izolirane žice. Namotaj šipke se postavlja u žljebove jezgre rotora ili se sipa rastopljeni aluminij. Prstenovi kratkospojnika kratko spajaju namotaj rotora na krajevima (otuda naziv kratko spojeni). Za razliku od kaveznog rotora, namotaj napravljen kao namotaj statora se postavlja u proreze fazno namotanog rotora. Krajevi namotaja dovode se do kliznih prstenova postavljenih na osovinu. Četke klize duž prstenova, povezujući namotaj sa startnim ili kontrolnim reostatom. Asinhroni elektromotori s namotanim rotorom su skuplji uređaji, zahtijevaju kvalificirano održavanje, manje su pouzdani i stoga se koriste samo u onim industrijama u kojima se ne mogu bez njih. Iz tog razloga oni nisu baš česti i nećemo ih dalje razmatrati.

Struja teče kroz namotaj statora spojen na trofazno kolo, stvarajući rotirajuće magnetsko polje. Linije magnetnog polja rotirajućeg polja statora prelaze šipke namotaja rotora i induciraju elektromotornu silu (EMF) u njima. Pod uticajem ovog EMF-a struja teče u kratkospojnim šipkama rotora. Magnetski fluksovi nastaju oko šipki, stvarajući opće magnetsko polje rotora, koje, u interakciji s rotirajućim magnetskim poljem statora, stvara silu koja tjera rotor da se rotira u smjeru rotacije magnetskog polja statora. Frekvencija rotacije rotora je nešto manja od frekvencije rotacije magnetnog polja stvorenog namotajem statora. Ovaj indikator karakterizira proklizavanje S i za većinu motora je u rasponu od 2 do 10%.

Najčešće se koristi u industrijskim instalacijamatrofazni asinhroni elektromotori, koji se proizvode u obliku objedinjene serije. To uključuje pojedinačnu seriju 4A sa nominalnim rasponom snage od 0,06 do 400 kW, čije su mašine vrlo pouzdane, imaju dobre performanse i zadovoljavaju svjetske standarde.

Autonomni asinhroni generatori su trofazne mašine koje pretvaraju mehaničku energiju glavnog pokretača u električnu energiju naizmjenične struje. Njihova nesumnjiva prednost u odnosu na druge tipove generatora je nepostojanje mehanizma komutator-četka i, kao posljedica toga, veća izdržljivost i pouzdanost. Ako se asinhroni motor isključen iz mreže postavi u rotaciju iz bilo kojeg primarnog motora, tada, u skladu s principom reverzibilnosti električnih strojeva, kada se postigne sinhrona brzina rotacije, na priključcima namota statora formira se određeni EMF pod uticajem rezidualnog magnetnog polja. Ako sada spojite bateriju kondenzatora C na terminale namotaja statora, tada će u namotajima statora teći vodeća kapacitivna struja, koja se u ovom slučaju magnetizira. Kapacitet baterije C mora premašiti određenu kritičnu vrijednost C0, ovisno o parametrima autonomnog asinhronog generatora: samo u tom slučaju generator se samopobuđuje i na namotajima statora je ugrađen trofazni simetrični naponski sistem. Vrijednost napona u konačnici ovisi o karakteristikama mašine i kapacitetu kondenzatora. Tako se asinhroni elektromotor s vjeveričastim kavezom može pretvoriti u asinhroni generator.

Standardno kolo za povezivanje asinhronog elektromotora kao generatora.

Kapacitivnost možete odabrati tako da nazivni napon i snaga asinhronog generatora budu jednaki naponu i snazi ​​kada radi kao električni motor.

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

Q = 0,314 U2 C 10-6,

gdje je C kapacitet kondenzatora, μF.

Snaga generatora, kVA

Idling

kapacitet, µF

reaktivna snaga, kvar

kapacitet, µF

reaktivna snaga, kvar

kapacitet, µF

reaktivna snaga, kvar

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 priključiti dodatne kondenzatore. Ova se okolnost mora smatrati nedostatkom asinhronog generatora.

Frekvencija rotacije asinhronog generatora u normalnom režimu mora biti veća od asinhronog za vrijednost klizanja S = 2...10%, i odgovarati sinhronoj frekvenciji. Nepoštivanje ovog uslova će dovesti do činjenice da se frekvencija generisanog napona može razlikovati od industrijske frekvencije od 50 Hz, što će dovesti do nestabilnog rada frekventno zavisnih potrošača električne energije: električnih pumpi, mašina za pranje veša, uređaja sa ulaz transformatora. Smanjenje generirane frekvencije je posebno opasno, jer se u tom slučaju smanjuje induktivni otpor namota elektromotora i transformatora, što može uzrokovati njihovo pojačano zagrijavanje i prijevremeni kvar. Kao asinhroni generator bez ikakvih modifikacija može se koristiti običan asinhroni kavezni elektromotor odgovarajuće snage. Snaga elektromotora-generatora određena je snagom priključenih uređaja. Energetski najintenzivniji od njih su:

· Kućni transformatori za zavarivanje;

· električne testere, električne fugalice, drobilice za zrno (snage 0,3...3 kW);

· električne peći tipa "Rossiyanka" i "Dream" snage do 2 kW;

· električne pegle (snage 850…1000 W).

Posebno bih se želio zadržati na radu transformatora za zavarivanje u domaćinstvu. Njihovo povezivanje na autonomni izvor električne energije je najpoželjnije, jer kada rade iz industrijske mreže, stvaraju niz neugodnosti za ostale potrošače električne energije. Ako je transformator za zavarivanje u domaćinstvu dizajniran za rad s elektrodama promjera 2...3 mm, tada je njegova ukupna snaga približno 4...6 kW, snaga asinhronog generatora za napajanje treba biti unutar 5.. .7 kW. Ako transformator za zavarivanje u domaćinstvu omogućava rad s elektrodama promjera 4 mm, tada u najtežem načinu - "rezanje" metala, ukupna snaga koju troši može doseći 10...12 kW, odnosno snaga asinhronog generatora treba biti unutar 11...13 kW.

Kao trofaznu banku kondenzatora, dobro je koristiti tzv.u mrežama industrijske rasvjete. Njihova tipična oznaka: KM1-0,22-4,5-3U3 ili KM2-0,22-9-3U3, koja se dešifruje 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 označava trofazni ili jednostruki fazna verzija, U3 (umjerena klima treće kategorije).

U slučaju samoproizvodnje baterije treba koristiti kondenzatore kao što su MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 itd. za radni napon od najmanje 600 V. Elektrolitički kondenzatori se ne mogu koristiti.

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

Dvofazni način rada asinhronog generatora.


Slika 2 Dvofazni način rada asinhronog generatora.

Ovaj krug treba koristiti kada nema potrebe za dobivanjem trofaznog napona. Ova opcija preklapanja smanjuje radni kapacitet kondenzatora, smanjuje opterećenje primarnog mehaničkog motora u praznom hodu itd. štedi "dragoceno" gorivo.

Kao generatori male snage koji proizvode naizmjenični jednofazni napon od 220 V, možete koristiti jednofazne asinkrone elektromotore s kaveznim kavezom za upotrebu u domaćinstvu: od mašina za pranje rublja kao što su "Oka", "Volga", pumpe za navodnjavanje "Agidel ", "BTsN" itd. Njihova kondenzatorska baterija može se spojiti paralelno s radnim namotom, ili koristiti postojeći kondenzator za pomjeranje faze spojen na početni namotaj. Kapacitet ovog kondenzatora će možda trebati malo povećati. Njegova vrijednost će biti određena prirodom opterećenja priključenog na generator: aktivna opterećenja (električne peći, sijalice, električne lemilice) zahtijevaju mali kapacitet, induktivna opterećenja (elektromotori, televizori, hladnjaci) zahtijevaju više.

Slika 3 Generator male snage iz jednofaznog asinhronog motora.

Sada nekoliko riječi o primarnom mehaničkom motoru, koji će pokretati generator. Kao što znate, svaka transformacija energije povezana je s njenim neizbježnim gubicima. Njihova vrijednost je određena efikasnošću uređaja. Stoga snaga mehaničkog motora mora premašiti snagu asinhronog generatora za 50...100%. Na primjer, sa snagom asinhronog generatora od 5 kW, snaga mehaničkog motora trebala bi biti 7,5...10 kW. Koristeći mehanizam prijenosa, brzina mehaničkog motora i generatora se usklađuju tako da je način rada generatora podešen na prosječnu brzinu mehaničkog motora. Ako je potrebno, možete nakratko povećati snagu generatora povećanjem brzine mehaničkog motora.

Svaka autonomna elektrana mora sadržavati potrebni minimum priključaka: AC voltmetar (sa skalom do 500 V), mjerač frekvencije (po mogućnosti) i tri prekidača. Jedan prekidač povezuje opterećenje sa generatorom, a druga dva prekidača uzbude. Prisutnost prekidača u krugu uzbude olakšava pokretanje mehaničkog motora, a također vam omogućava da brzo smanjite temperaturu namotaja generatora nakon završetka rada, rotor nepobuđenog generatora se rotira neko vrijeme od mehaničkog motor. Ovaj postupak produžava aktivni vijek namotaja generatora.

Ako je korištenje generatora namijenjeno za napajanje opreme koja je inače povezana na mrežu izmjenične struje (na primjer, rasvjeta u stambenoj zgradi, kućni električni aparati), tada je potrebno osigurati dvofazni prekidač koji će ovu opremu isključiti iz industrijske mreže dok generator radi. Potrebno je odvojiti obje žice: "fazu" i "nulu".

U zaključku, nekoliko općih savjeta.

1. Alternator je opasan uređaj. Koristite 380 V samo kada je to apsolutno neophodno, u svim ostalim slučajevima koristite 220 V.

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

3. Obratite pažnju na termalni način rada generatora. On "ne voli" rad u praznom hodu. Termičko opterećenje se može smanjiti pažljivijim odabirom kapacitivnosti uzbudljivih kondenzatora.

4. Nemojte pogriješiti u pogledu količine električne struje koju proizvodi generator. 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 naizmjenične struje koju proizvodi generator može se indirektno kontrolirati izlaznim naponom, koji bi u načinu rada bez opterećenja trebao biti 4...6% veći od industrijske vrijednosti od 220/380 V.

Podijeli: