Le fonti di alimentazione si dividono in sincrone e asincrone a seconda del tipo di generatore. Nell'ingegneria elettrica, secondo le leggi della fisica, esiste un principio di reversibilità energetica: auto elettrica, che può trasformarsi energia elettrica in meccanici, possono anche compiere trasformazioni inverse. Il generatore asincrono continua a funzionare questo principio: È in grado di convertire l'energia meccanica di rotazione del rotore in corrente elettrica sull'avvolgimento dello statore. Viene utilizzato per tensioni di 220 e 380 V.

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Visualizzazione generatore asincrono

Nella modalità operativa del generatore, il segno dello scorrimento cambia e i motori asincroni generano energia elettrica.

Applicazione

• I generatori hanno trovato applicazione come motori elettrici di trazione nelle infrastrutture di trasporto in macchine con frenatura reostatica e rigenerativa, nonché in agricoltura nei dispositivi in ​​cui non è necessaria la compensazione della potenza reattiva e requisiti elevati per la qualità dell'elettricità fornita (dove sono possibili piccoli sbalzi di tensione, poiché non è presente un regolatore dei parametri).
• Per le esigenze domestiche, i generatori asincroni vengono utilizzati come motore centrali elettriche autonome, che sono guidati dalle forze naturali: l'energia dell'acqua che cade, la forza del vento, ecc.
• Un'altra applicazione è utilizzare un generatore come file .
• Per l'alimentazione delle unità di saldatura.
• Fornire alimentazione ininterrotta a strutture critiche: frigoriferi con medicinali, ecc.

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Questo dispositivo è utilizzato per scopi industriali

Teoricamente è possibile convertire un motore asincrono in un generatore asincrono. Per completare l'attività è necessario:

• capire chiaramente cos'è la corrente;
• conoscere la fisica della trasformazione energia meccanica a elettrico;
• creare tutto le condizioni necessarie per la comparsa di corrente elettrica sull'avvolgimento dello statore.

Dispositivo generatore asincrono

Componenti principali di un generatore asincrono:

• Un rotore è un elemento rotante su cui viene generata una fem. Tipo di esecuzione – cortocircuitato. Le superfici conduttive sono realizzate in alluminio.
• L'ingresso del cavo è necessario per rilasciare l'elettricità ricevuta.
• Per monitorare continuamente la temperatura su questo avvolgimento è necessario un sensore di temperatura per l'avvolgimento del generatore.
• Le flange sigillate sono progettate per sigillare la connessione delle parti.
• Uno statore sui cui avvolgimenti viene generata elettricità durante il processo.
• L'avvolgimento può essere di due tipi: monofase e trifase (per tensioni di 220 e 380 V), posto sulla superficie dello statore a forma di stella. 3 punti sono collegati tra loro, altri 3 sono collegati ad anelli collettori.
• Gli anelli collettori non hanno alcun collegamento elettrico tra loro e sono fissati all'albero del rotore.
• Le spazzole sono necessarie come regolatore, con il loro aiuto viene avviato un reostato trifase, grazie al quale è possibile controllare la resistenza dell'avvolgimento del rotore.
• Il cortocircuito viene utilizzato per forzare l'arresto del reostato.

Principio di funzionamento

Durante la rotazione delle pale del rotore, a elettricità. Il campo magnetico risultante induce due tipi di tensione alternata sugli avvolgimenti dello statore: monofase e trifase.

I parametri dell'energia generata vengono regolati modificando il carico sullo statore. Non c'è alcun regolatore nel circuito, perché Strutturalmente il dispositivo non può essere equipaggiato con questa unità: non c'è collegamento elettrico tra rotore e statore.

In quali casi è necessario utilizzare dispositivi asincroni:

• condizioni operative difficili per le apparecchiature – polvere;
• NO requisiti speciali alla qualità dell'energia convertita (frequenza e tensione);
• non è possibile installare una macchina sincrona;
• budget limitato della struttura;
• esiste la possibilità di sovraccarichi durante il processo di funzionamento transitorio.

I dispositivi asincroni non tollerano frequenti sovraccarichi durante il funzionamento. Quando si lavora con una potenza eccessiva, viene attivata la protezione. Il riavvio dei dispositivi ha Influenza negativa sull’effetto economico dell’installazione.

Perché Non c'è controllo dei parametri, è necessaria la connessione strumenti di misura.

Per garantire il corretto funzionamento del sistema ed evitare riparazioni premature, è necessario calcolare la potenza del generatore in base al carico previsto dell'impianto.

Il principio di funzionamento in modalità bifase di un generatore asincrono viene utilizzato per i casi che non richiedono la generazione di tensione trifase.

Vantaggi:

• piccola capacità lavorativa;
• carichi bassi in modalità mossa inattiva e, di conseguenza, un risparmio di energia primaria (la risorsa che alimenta il rotore).

Screpolatura:

• Non c'è un regolatore di tensione.

Generatori a bassa potenza 220 V

Utilizzato come dispositivo donatore motori elettrici asincroni con rotori a gabbia di scoiattolo da lavatrici, aspirapolvere domestici, dispositivi di irrigazione elettrici e simili, in cui le batterie di condensatori sono collegate in un circuito parallelo all'avvolgimento di lavoro. Per aumentare l'efficienza operativa, viene aumentata la capacità dei condensatori: in misura minore per i carichi attivi (lampade, saldatori), e in misura maggiore per i carichi induttivi (ad esempio frigoriferi, televisori, ecc.).

• La potenza del dispositivo primario viene selezionata in modo che sia maggiore del 50...100% rispetto alla potenza consumata dal generatore asincrono. Ciò è necessario per ridurre le perdite e aumentare l’efficienza del processo. L'aumento dell'efficienza si ottiene aumentando in modo permanente o breve la velocità di un elemento meccanico.
• Poiché il circuito non contiene un regolatore di corrente, il funzionamento stabile dell'impianto richiede un monitoraggio costante dei parametri, ad es. la presenza di un dispositivo per misurare la frequenza (tachimetro), la tensione (voltmetro) e una serie di interruttori (per collegare il carico al generatore e due per commutare il circuito di eccitazione. Questo circuito semplifica l'avvio e aumenta la stabilità di l'equipaggiamento elettrico.
• In caso di collegamento al generatore di una rete di illuminazione domestica, in circuito elettricoè necessario prevedere un interruttore bifase, che in questo caso disconnetterà l'illuminazione elettrica dalla rete fissa.

In questo caso sono vietati gli interruttori monofase per la disconnessione, perché è necessario scollegare i fili di fase e neutro.

Efficienza dell'installazione

Prima di procedere alla ricostruzione, è necessario tenere conto dell'entità dell'effetto economico delle nuove attrezzature e della fattibilità della procedura.

Vantaggi del dispositivo:

1. Basso costo dell'elettricità: la conversione richiede disponibilità campo magnetico, che genera corrente elettrica.
2. La corrente contiene un piccolo numero di armoniche superiori: piccole perdite dovute al proprio riscaldamento, alla formazione di campi magnetici, ecc.
3. Alta affidabilità.
4. Nessun circuito di eccitazione.
5. Economicità dei modelli già pronti.
6. Possibilità di convertire un semplice motore asincrono in un generatore.
7. L'assenza di un meccanismo a spazzola-commutatore nella progettazione del dispositivo, che ne aumenta la durata.
8. Non è necessaria la manutenzione dei banchi di condensatori.

Screpolatura:

1. Incapacità di allenarsi frequenza industriale corrente generata.
2. Non esiste alcun controllo dei parametri di rete.
3. La necessità di includere raddrizzatori nel circuito operativo.
4. Un carico induttivo richiede un aumento dei requisiti di capacità applicata. Di conseguenza, aumenta la necessità di collegare ulteriori elementi condensatori al circuito del dispositivo. Che successivamente aumenta il costo di installazione.
5. Il dispositivo non è meno tecnicamente complesso dei generatori sincroni.
6. Elevata sensibilità ai cambiamenti di carico. Perché Per far funzionare il dispositivo viene utilizzato un condensatore che preleva energia (i generatori tradizionali utilizzano batterie che hanno una riserva di carica); se il carico aumenta, potrebbe non esserci abbastanza energia elettrica per la ricarica e la generazione si fermerebbe. Per prevenire questo fenomeno vengono utilizzate batterie con capacità variabile a seconda del carico. L'uso di questa attrezzatura è economicamente fattibile per le grandi strutture.

Conversione del motore

Principio convertendo il motore in un semplice generatore asincrono:

1. Per l'aggiornamento, avrai bisogno di un motore da una lavatrice.
2. Ridurre lo spessore delle pareti centrali. Per questo è necessario tornio macinare 2 mm su tutta la superficie. Praticare dei fori (non passanti) profondi non più di 5 mm.
3. Realizza una striscia da un sottile foglio di metallo o di stagno, le cui dimensioni corrispondono a quelle del rotore.
4. Installare i magneti al neodimio nell'area libera risultante in una quantità di almeno 8 pezzi. Fissare con la supercolla.

I magneti devono essere premuti contro la superficie finché non si induriscono completamente, altrimenti si muoveranno. Si consiglia di utilizzare gli occhiali per evitare che la colla entri negli occhi se il magnete scivola fuori.

1. Coprire il rotore su tutti i lati con carta spessa e fissare i bordi con nastro adesivo.
2. Sigillare efficacemente la parte terminale del rotore con mastice.
3. Spazio libero in mezzo elementi magnetici riempire resina epossidica attraverso un foro praticato nella carta.
4. Dopo che la resina si è indurita, rimuovere lo strato di carta.
5. Carteggiare la superficie del rotore carta vetrata, se disponibile, puoi usare un Dremel.
6. Collegare il motore all'avvolgimento di lavoro con due fili. Rimuovere tutti i cavi non utilizzati.
7. Se necessario, sostituire i cuscinetti con altri nuovi.
8. Installare il raddrizzatore di corrente e il controller di carica.

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Testare il dispositivo assemblato

Quando si utilizza un generatore asincrono, come altri dispositivi elettrici, è necessario seguire le regole di sicurezza:

• Il dispositivo deve essere protetto da influenze meccaniche e condizioni meteorologiche.
• Si consiglia di produrre uno speciale involucro protettivo sotto il generatore assemblato.
• Per un corretto funzionamento è necessario il monitoraggio costante dei parametri del dispositivo (tensione, frequenza). Non esiste un regolatore di corrente. L'installazione di strumenti di misurazione consentirà di monitorare l'efficacia del sistema autonomo.
• Per motivi di sicurezza, si consiglia di utilizzare un generatore fatto in casa con una tensione di 0,23 kV.
• Il dispositivo deve essere collegato a un circuito di terra.
• Dovrebbe essere evitato lungo lavoro in modalità inattiva.
• È vietato consentire il surriscaldamento dell'apparecchiatura.
• Il generatore deve essere dotato di un pulsante di accensione/spegnimento per ottimizzare il funzionamento.

Se non si dispone di conoscenze di base di ingegneria elettrica, gli esperti consigliano vivamente di acquistare un generatore prodotto in fabbrica.

Ricostruzione di un motore asincrono

Il processo si compone di tre fasi:

1. Collegamento dei banchi di condensatori ai terminali. Successivamente inizia il processo di magnetizzazione dell'avvolgimento, causato dal movimento della corrente conduttrice.
2. Autoeccitazione del dispositivo. Si verifica quando selezione corretta capacità dei condensatori.
3. Ottenere i valori finali della tensione. Dipende da caratteristiche tecniche dispositivi, tipo e capacità dei condensatori.

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Modernizzazione di un motore asincrono

A corretta esecuzione azioni, è possibile ottenere un generatore con le caratteristiche di un motore asincrono.

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Generatori asincroni – cosa utile V domestico. Di più dispositivi potenti potrebbero benissimo fungere da centrali elettriche autonome che forniranno parametri normali tensione e frequenza di rete.

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Si è deciso di rifarlo come generatore per un mulino a vento motore asincrono. Questa modifica è molto semplice ed economica, quindi strutture fatte in casa Nelle turbine eoliche si possono spesso vedere generatori realizzati con motori asincroni.

La modifica consiste nel tagliare il rotore sotto i magneti, quindi i magneti vengono solitamente incollati al rotore secondo una sagoma e riempiti con resina epossidica in modo che non volino via. Inoltre, di solito riavvolgono lo statore con un filo più spesso per ridurre troppa tensione e aumentare la corrente. Ma non volevo riavvolgere questo motore e si è deciso di lasciare tutto così com'è, basta convertire il rotore in magneti. Come donatore è stato trovato un motore asincrono trifase con una potenza di 1,32 kW. Di seguito è riportata una foto di questo motore elettrico.

conversione del motore asincrono in generatore Il rotore del motore elettrico è stato lavorato al tornio allo spessore dei magneti. Questo rotore non utilizza un manicotto metallico, che solitamente viene lavorato e posizionato sul rotore sotto i magneti. Il manicotto serve per potenziare l'induzione magnetica, attraverso di esso i magneti chiudono i loro campi alimentandosi a vicenda dal basso e il campo magnetico non si dissipa, ma arriva fino allo statore. Questo design utilizza magneti abbastanza potenti da 7,6*6 mm per un totale di 160 pezzi, che forniranno una buona EMF anche senza custodia.

Innanzitutto, prima di incollare i magneti, il rotore è stato diviso in quattro poli e i magneti sono stati posizionati in modo smussato. Il motore era quadripolare e poiché lo statore non si riavvolgeva, dovevano esserci quattro poli magnetici anche sul rotore. Ogni polo magnetico si alterna, un polo è convenzionalmente “nord”, il secondo polo è “sud”. I poli magnetici sono realizzati ad intervalli, quindi i magneti sono raggruppati più vicini ai poli. Dopo essere stati posizionati sul rotore, i magneti sono stati avvolti con nastro adesivo per il fissaggio e riempiti con resina epossidica.

Dopo il montaggio, si sentiva che il rotore si inceppava e quando l'albero ruotava si sentiva che si attaccava. Si è deciso di rifare il rotore. I magneti sono stati uniti con resina epossidica e posizionati di nuovo, ma ora sono posizionati più o meno uniformemente in tutto il rotore, sotto c'è una foto del rotore con i magneti prima di essere riempito con resina epossidica. Dopo il riempimento, l'aderenza è leggermente diminuita e si è notato che la tensione diminuiva leggermente quando il generatore ruotava alla stessa velocità e la corrente aumentava leggermente.

Dopo aver assemblato il generatore finito, si è deciso di torcerlo con un trapano e collegarvi qualcosa come carico. Era collegata una lampadina da 220 volt 60 watt, a 800-1000 giri al minuto bruciava alla massima intensità. Inoltre, per testare di cosa era capace il generatore, fu collegata una lampada da 1 kW; bruciava alla massima intensità e il trapano non era abbastanza potente per far funzionare il generatore.

Al minimo, alla velocità massima di perforazione di 2800 giri al minuto, la tensione del generatore era superiore a 400 volt. A circa 800 giri al minuto la tensione è di 160 volt. Abbiamo provato anche a collegare una caldaia da 500 watt, dopo un minuto di torsione l'acqua nel bicchiere è diventata calda. Questi sono i test che ha superato il generatore, costituito da un motore asincrono.

Successivamente è stato saldato un supporto con asse rotante per il generatore per montare il generatore e la coda. Il design è realizzato secondo uno schema in cui la testa del vento viene allontanata dal vento piegando la coda, quindi il generatore è sfalsato rispetto al centro dell'asse, e il perno dietro è il perno su cui è posizionata la coda.

Ecco una foto del generatore eolico finito. Il generatore eolico è stato installato su un albero di nove metri. Quando il vento era forte, il generatore produceva una tensione a vuoto fino a 80 volt. Hanno provato a collegarvi una lampada da due kilowatt, ma dopo un po' la lampada si è riscaldata, il che significa che il generatore eolico ha ancora un po' di potenza.

Successivamente è stato assemblato un controller per il generatore eolico e tramite esso è stata collegata la batteria per la ricarica. La corrente di carica era abbastanza buona, la batteria ha iniziato rapidamente a fare rumore, come se fosse caricata da un caricabatterie.

I dati sullo schema elettrico del motore elettrico dicevano 220/380 volt 6,2/3,6 A. Ciò significa che la resistenza del generatore è 35,4 Ohm delta/105,5 Ohm stella. Se caricasse una batteria da 12 volt secondo lo schema di collegamento delle fasi del generatore in un triangolo, cosa molto probabile, allora 80-12/35,4 = 1,9 A. Risulta che con un vento di 8-9 m/s la corrente di carica era di circa 1,9 A, ovvero solo 23 watt/ora, non molto, ma forse mi sbagliavo da qualche parte.

Perdite così grandi sono dovute all'elevata resistenza del generatore, quindi lo statore viene solitamente riavvolto con un filo più spesso per ridurre la resistenza del generatore, che influisce sull'intensità della corrente, e maggiore è la resistenza dell'avvolgimento del generatore, minore è la resistenza intensità della corrente e maggiore è la tensione.

Le reti elettriche locali non sono sempre in grado di fornire completamente elettricità alle case, soprattutto quando si tratta di farlo dacie di campagna e palazzi. Interruzioni nell'alimentazione elettrica permanente o completa assenza ti costringe a cercare l'elettricità. Uno di questi è usare - un dispositivo in grado di convertire e immagazzinare energia elettrica, utilizzando per questo le risorse più insolite (energia, maree). Il suo principio di funzionamento è abbastanza semplice, il che rende possibile realizzare un generatore elettrico con le proprie mani. Forse, modello fatto in casa tuttavia, non sarà in grado di competere con un analogo assemblato in fabbrica ottimo modo risparmia più di 10.000 rubli. Se consideriamo temporaneo un generatore elettrico fatto in casa fonte alternativa alimentazione, quindi è del tutto possibile cavarsela con prodotti fatti in casa.