Asynchrónny motor v režime generátora. Asynchrónny generátor - hlavné prvky, princíp činnosti a výpočet základných parametrov. Návod, ako prerobiť motor vlastnými rukami! Trojfázový motor ako schéma zapojenia generátora

Prihlásiť sa na odber
Pripojte sa ku komunite „page-electric.ru“!
V kontakte s:

V prípade potreby ako generátor striedavý prúd možno použiť trojfázový asynchrónny elektromotor s rotorom nakrátko.

Toto riešenie je výhodné z dôvodu širokej dostupnosti asynchrónnych motorov, ako aj absencie zostavy komutátor-kefa v takýchto motoroch, vďaka čomu je takýto generátor spoľahlivý a odolný. Ak tu pohodlný spôsob spôsobiť otáčanie jeho rotora, potom na výrobu elektriny bude stačiť pripojiť tri rovnaké kondenzátory k vinutiu statora. Prax ukazuje, že takéto generátory môžu fungovať roky bez potreby údržby.

Pretože na rotore je zvyšková magnetizácia, keď sa otáča, vo vinutiach statora vznikne indukované emf, a keďže sú na vinutia pripojené kondenzátory, bude existovať zodpovedajúci kapacitný prúd, ktorý bude rotor magnetizovať. Pri ďalšom otáčaní rotora dôjde k samobudeniu, v dôsledku čoho sa vo vinutiach statora vytvorí trojfázový sínusový prúd.

V režime generátora musia otáčky rotora zodpovedať synchrónnej frekvencii motora, ktorá je vyššia ako jeho prevádzková (asynchrónna) frekvencia. Napríklad: motor AIR112MV8 má statorové vinutie so 4 pármi magnetických pólov, čo znamená, že jeho menovitá synchrónna frekvencia je 750 ot./min, ale pri prevádzke pod záťažou sa rotor tohto motora otáča frekvenciou 730 ot./min., keďže ide o asynchrónny motor. To znamená, že v režime generátora musíte otáčať jeho rotorom pri frekvencii 750 ot./min. V súlade s tým je pre motory s dvoma pármi magnetických pólov menovitá synchrónna frekvencia 1500 ot./min a pre motory s jedným párom magnetických pólov - 3000 ot./min.

Kondenzátory sa vyberajú v súlade s výkonom použitého asynchrónneho motora a povahou záťaže. Jalový výkon, ktorý poskytujú kondenzátory v tomto prevádzkovom režime, v závislosti od ich kapacity, možno vypočítať pomocou vzorca:

Napríklad existuje asynchrónny motor navrhnutý pre menovitý výkon 3 kW pri prevádzke z trojfázová sieť s napätím 380 voltov a frekvenciou 50 Hz. To znamená, že všetok tento výkon musia poskytovať kondenzátory pri plnom zaťažení. Keďže prúd je trojfázový, hovoríme o kapacite každého kondenzátora. Kapacita sa zistí pomocou vzorca:

Preto pre daný 3kW trojfázový indukčný motor bude kapacita každého z troch kondenzátorov pri plnom odporovom zaťažení:

Ideálne na tento účel štartovacie kondenzátory séria K78-17, K78-36 a podobne pre napätie 400 voltov a vyššie, najlepšie 600 voltov, alebo kovovo-papierové kondenzátory podobných hodnôt.

Keď už hovoríme o prevádzkových režimoch generátora z asynchrónneho motora, je dôležité poznamenať, že pripojené kondenzátory pri voľnobehu vytvoria jalový prúd, ktorý jednoducho zahreje vinutia statora, takže má zmysel zložiť a spojiť kondenzátorové jednotky. kondenzátory v súlade s požiadavkami konkrétneho zaťaženia. Pri tomto riešení sa výrazne zníži prúd naprázdno, čo odbremení systém ako celok. Naopak, záťaže reaktívnej povahy si budú vyžadovať pripojenie ďalších kondenzátorov, ktoré presahujú konštrukčnú hodnotu v dôsledku účinníka charakteristické pre jalovú záťaž.

Vinutia statora je možné pripojiť do hviezdy, aby sa získalo 380 voltov, aj do trojuholníka, aby sa získalo 220 voltov. Ak nie je potrebný trojfázový prúd, môžete použiť iba jednu fázu pripojením kondenzátorov iba k jednému z vinutí statora.

Môžete tiež pracovať s dvoma vinutiami. Medzitým je potrebné pamätať na to, že výkon dodávaný každým z vinutí záťaži by nemal prekročiť tretinu celkového výkonu generátora. V závislosti od vašich potrieb môžete pripojiť trojfázový usmerňovač alebo použiť jednosmerný striedavý prúd. Pre jednoduché ovládanie je užitočné usporiadať stojan s indikátorom meracie prístroje- voltmetre, ampérmetre a merač frekvencie. Automatické ističe sú ideálne na spínanie kondenzátorov.

Osobitná pozornosť by sa mala venovať bezpečnostným opatreniam, brať do úvahy kritické hodnoty prúdu a podľa toho vypočítať prierezy všetkých vodičov. Spoľahlivá izolácia- tiež dôležitý bezpečnostný faktor.

Milovníci rekreácie v prírode sa veľmi často nechcú vzdať vybavenia Každodenný život. Keďže väčšina týchto vymožeností zahŕňa elektrinu, je potrebný zdroj energie, ktorý si môžete vziať so sebou. Niektorí ľudia si kúpia elektrický generátor, zatiaľ čo iní sa rozhodnú vyrobiť generátor vlastnými rukami. Úloha nie je jednoduchá, ale je celkom zvládnuteľná doma pre každého, kto má technické zručnosti a potrebné vybavenie.

Výber typu generátora

Než sa rozhodnete urobiť domáci generátor pri 220 V stojí za to zamyslieť sa nad uskutočniteľnosťou takéhoto riešenia. Musíte zvážiť klady a zápory a určiť, čo vám najviac vyhovuje - vzorka z továrne alebo domáca. Tu hlavné výhody priemyselných zariadení:

  • Spoľahlivosť.
  • Vysoký výkon.
  • Zabezpečenie kvality a prístup k technickej podpore.
  • Bezpečnosť.

Priemyselné vzory však majú jednu významnú nevýhodu – veľmi vysoká cena. Nie každý si môže dovoliť takéto jednotky, takže Stojí za to premýšľať o výhodách domácich zariadení:

  • Nízka cena. Päťkrát a niekedy aj viac nižšia cena v porovnaní s továrenskými elektrickými generátormi.
  • Jednoduchosť zariadenia a dobrá znalosť všetkých komponentov zariadenia, keďže všetko bolo zostavené ručne.
  • Schopnosť modernizovať a vylepšovať technické údaje generátora podľa vašich potrieb.

Domáci elektrický generátor sa pravdepodobne nebude líšiť. vysoký výkon, ale je celkom schopný poskytovať minimálne požiadavky. Ďalšou nevýhodou domácich výrobkov je elektrická bezpečnosť.

Na rozdiel od priemyselných vzorov nie je vždy vysoko spoľahlivý. Preto by ste výber typu generátora mali brať veľmi vážne. Od tohto rozhodnutia bude závisieť nielen šetrenie peňazí, ale aj život, zdravie blízkych a seba.

Dizajn a princíp fungovania

Elektromagnetická indukcia je základom činnosti každého generátora, ktorý produkuje prúd. Každý, kto si pamätá Faradayov zákon z fyziky v deviatom ročníku, chápe princíp premeny elektromagnetických kmitov na jednosmerný elektrický prúd. Je tiež zrejmé, že tvor priaznivé podmienky dodať dostatočné napätie nie je také jednoduché.

Akýkoľvek elektrický generátor pozostáva z dvoch hlavných častí. Môžu mať rôzne modifikácie, ale sú prítomné v akomkoľvek dizajne:

V závislosti od typu rotácie rotora existujú dva hlavné typy generátorov: asynchrónne a synchrónne. Pri výbere jedného z nich zohľadnite výhody a nevýhody každého z nich. Najčastejšie výber ľudových remeselníkov pripadá na prvú možnosť. Sú na to dobré dôvody:

V súvislosti s vyššie uvedenými argumentmi najpravdepodobnejšia voľba pre vlastnoručný je asynchrónny generátor. Zostáva len nájsť vhodnú vzorku a schému na jej výrobu.

Postup montáže jednotky

Najprv by ste mali svoje pracovisko vybaviť potrebnými materiálmi a nástrojmi. Pracovisko pri práci s elektrickými spotrebičmi musia dodržiavať bezpečnostné predpisy. Nástroje, ktoré budete potrebovať, sú všetko, čo súvisí s elektrickým zariadením a údržbou vozidla. V skutočnosti je dobre vybavená garáž celkom vhodná na vytvorenie vlastného generátora. Tu je to, čo budete potrebovať z hlavných častí:

Po zhromaždení potrebné materiály, začnite počítať budúci výkon zariadenia. Ak to chcete urobiť, musíte vykonať tri operácie:

Keď sú kondenzátory spájkované na mieste a výstup je požadované napätie, zostavte konštrukciu.

V tomto prípade treba brať do úvahy zvýšené elektrické nebezpečenstvo takýchto predmetov. Je dôležité sa zamyslieť správne uzemnenie generátor a starostlivo izolujte všetky spoje. Od splnenia týchto požiadaviek závisí nielen životnosť zariadenia, ale aj zdravie tých, ktorí ho používajú.

Zariadenie vyrobené z motora automobilu

Pomocou schémy na zostavenie zariadenia na generovanie prúdu mnohí prichádzajú s vlastnými neuveriteľnými návrhmi. Napríklad bicykel alebo vodný generátor, veterný mlyn. Existuje však možnosť, ktorá nevyžaduje špeciálne dizajnérske zručnosti.

Každý motor automobilu má elektrický generátor, ktorý je najčastejšie v dobrom prevádzkovom stave, aj keď samotný motor je už dávno vyradený. Preto po demontáži motora môžete použiť dokončený produkt pre svoje vlastné účely.

Riešenie problému s rotáciou rotora je oveľa jednoduchšie ako premýšľať o tom, ako to urobiť znova. Pokazený motor môžete jednoducho obnoviť a použiť ako generátor. Za týmto účelom sa z motora odstránia všetky nepotrebné komponenty a príslušenstvo.

Veterné dynamo

Na miestach, kde vetry vejú bez prestania, prenasleduje nepokojných vynálezcov plytvanie energiou prírody. Mnohí z nich sa rozhodnú vytvoriť malý veterná farma. Aby ste to dosiahli, musíte si vziať elektromotor a premeniť ho na generátor. Postupnosť akcií bude nasledovná:

Po vytvorení vlastného veterného mlyna s malým elektrickým generátorom alebo generátorom z motor auta s vlastnými rukami môže byť majiteľ pokojný počas nepredvídaných katastrof: v jeho dome bude vždy elektrické svetlo. Aj po pobyte vonku si bude môcť naďalej užívať vymoženosti, ktoré poskytujú elektrické zariadenia.

Aby sa z asynchrónneho motora stal generátor striedavého prúdu, musí sa v ňom vytvoriť magnetické pole, a to umiestnením permanentných magnetov na rotor motora. Celá zmena je jednoduchá a zložitá zároveň.

Najprv musíte vybrať vhodný motor, ktorý je najvhodnejší na prácu ako nízkootáčkový generátor. Ide o viacpólové asynchrónne motory 6- a 8-pólové, nízkootáčkové motory s maximálnou rýchlosťou v motorovom režime maximálne 1350 ot./min. Takéto motory majú najväčší počet póly a zuby na statore.

Ďalej je potrebné rozobrať motor a odstrániť kotvu-rotor, ktorý treba na stroji obrúsiť na určitú veľkosť na lepenie magnetov. Neodymové magnety, zvyčajne malé okrúhle magnety sú lepené. Teraz sa vám pokúsim povedať, ako a koľko magnetov nalepiť.

Najprv musíte zistiť, koľko pólov má váš motor, ale bez príslušných skúseností je to dosť ťažké pochopiť z vinutia, takže je lepšie prečítať si počet pólov na označení motora, ak je samozrejme k dispozícii , aj keď vo väčšine prípadov je. Nižšie je uvedený príklad označenia motora a popis označenia.

Podľa značky motora. Pre 3-fázové: Typ motora Výkon, kW Napätie, Rýchlosť otáčania V, (synchron.), Ot./min Účinnosť, % Hmotnosť, kg

Napríklad: DAF3 400-6-10 UHL1 400 6000 600 93,7 4580 Označenie motora: D - motor; A - asynchrónne; F - s navinutým rotorom; 3 - uzavretá verzia; 400 - výkon, kW; b - napätie, kV; 10 - počet pólov; UHL - klimatická verzia; 1 - kategória ubytovania.

Stáva sa, že motory nie sú z našej výroby, ako na fotografii vyššie, a označenia sú nejasné alebo označenia jednoducho nie sú čitateľné. Potom už zostáva len jedna metóda, a to spočítať, koľko zubov máte na statore a koľko zubov zaberá jedna cievka. Ak napríklad cievka zaberá 4 zuby a je ich len 24, potom je váš motor šesťpólový.

Počet pólov statora je potrebné poznať, aby bolo možné určiť počet pólov pri lepení magnetov na rotor. Toto množstvo je zvyčajne rovnaké, to znamená, že ak existuje 6 statorových pólov, potom musia byť magnety zlepené striedajúcimi sa pólmi v počte 6, SNNSSN.

Teraz, keď je známy počet pólov, musíme vypočítať počet magnetov pre rotor. Aby ste to dosiahli, musíte vypočítať obvod rotora pomocou jednoduchého vzorca 2nR, kde n=3,14. To znamená, že vynásobíme 3,14 2 a polomerom rotora dostaneme obvod. Ďalej zmeriame náš rotor po dĺžke železa, ktoré je v hliníkovom tŕni. Následne si výsledný prúžok môžete obkresliť jeho dĺžkou a šírkou, môžete to urobiť na počítači a následne vytlačiť.

Musíte sa rozhodnúť pre hrúbku magnetov, je to približne 10-15% priemeru rotora, napríklad ak je rotor 60 mm, potom musia mať magnety hrúbku 5-7 mm. Na tento účel sa magnety zvyčajne kupujú okrúhle. Ak má rotor priemer približne 6 cm, potom môžu byť magnety vysoké 6-10 mm. Po rozhodnutí, ktoré magnety použiť, na šablóne, ktorej dĺžka sa rovná dĺžke kruhu

Príklad výpočtu magnetov pre rotor, napríklad priemer rotora je 60 cm, vypočítame obvod = 188 cm. Dĺžku vydelíme počtom pólov, v tomto prípade 6, a dostaneme 6 sekcií, v každej sekcii sú magnety zlepené rovnakým pólom. To však nie je všetko. Teraz musíte vypočítať, koľko magnetov sa zmestí na jeden pól, aby ste ich rovnomerne rozložili pozdĺž pólu. Napríklad šírka okrúhleho magnetu je 1 cm, vzdialenosť medzi magnetmi je asi 2-3 mm, čo znamená 10 mm + 3 = 13 mm.

Dĺžku kruhu rozdelíme na 6 častí = 31 mm, to je šírka jednej tyče po dĺžke obvodu rotora a šírka tyče pozdĺž železa, povedzme 60 mm. To znamená, že plocha tyče je 60 x 31 mm. Ukázalo sa, že je to 8 v 2 radoch magnetov na pól so vzdialenosťou 5 mm medzi nimi. V tomto prípade je potrebné prepočítať počet magnetov tak, aby čo najtesnejšie sedeli na stĺpe.

Tu je príklad s magnetmi širokými 10 mm, takže vzdialenosť medzi nimi je 5 mm. Ak zmenšíte priemer magnetov napríklad 2-krát, to znamená 5 mm, vyplnia pól hustejšie, v dôsledku čoho sa magnetické pole zvýši v dôsledku väčšieho množstva celkovej hmotnosti. magnetu. Existuje už 5 radov takýchto magnetov (5 mm) a 10 na dĺžku, to znamená 50 magnetov na pól a celkový počet na rotor je 300 ks.

Aby sa obmedzilo lepenie, šablóna musí byť označená tak, aby posunutie magnetov pri lepení bolo na šírku jedného magnetu, ak je šírka magnetu 5 mm, potom je posun 5 mm.

Teraz, keď ste sa rozhodli pre magnety, musíte rotor obrúsiť tak, aby magnety pasovali. Ak je výška magnetov 6mm, tak priemer je zbrúsený na 12+1mm, 1mm je rezerva na ručné ohýbanie. Magnety je možné umiestniť na rotor dvoma spôsobmi.

Prvým spôsobom je najskôr vyrobiť tŕň, do ktorého sa podľa šablóny vyvŕtajú otvory pre magnety, potom sa tŕň nasadí na rotor a do vyvŕtaných otvorov sa vlepia magnety. Na rotore je potrebné po drážkovaní dodatočne brúsiť do hĺbky rovná výške magnety oddeľujúce hliníkové pásy medzi železom. A vyplňte výsledné drážky žíhanými pilinami zmiešanými s epoxidové lepidlo. Tým sa výrazne zvýši účinnosť; piliny budú slúžiť ako dodatočný magnetický obvod medzi železom rotora. Odber vzoriek sa môže vykonávať na rezacom stroji alebo na stroji.

Tŕň na lepenie magnetov sa robí takto: opracovaný hriadeľ sa obalí polyintelom, potom sa vrstva po vrstve navinie obväz namočený v epoxidovom lepidle, potom sa rozomelie na stroji a vyberie sa z rotora, prilepí sa šablóna a otvory sú navŕtané pre magnety Potom sa tŕň nasadí späť na rotor a zlepené magnety sa zvyčajne lepia epoxidovým lepidlom Nižšie na fotke sú dva príklady nalepenia magnetov, prvý príklad na 2 fotkách je nalepenie magnetov pomocou tŕňa. a druha na dalsej strane priamo cez predlohu Na prvych dvoch fotkach je jasne vidiet a myslim ze je jasne ako su magnetky nalepene.

>

>

Pokračovanie na ďalšej strane.


Často je potrebné zabezpečiť autonómne napájanie vidiecky dom. V takejto situácii pomôže vlastný generátor vyrobený z asynchrónneho motora. Nie je ťažké to urobiť sami, majúc určité zručnosti pri manipulácii s elektrickým zariadením.

Princíp činnosti

Vďaka svojej jednoduchej konštrukcii a efektívnej prevádzke sú indukčné motory široko používané v priemysle. Tvoria podstatnú časť všetkých motorov. Princípom ich práce je tvoriť magnetické pole pôsobením premennej elektrický prúd.

Experimenty dokázali, že otáčaním kovového rámu v magnetickom poli možno v ňom indukovať elektrický prúd, ktorého vzhľad potvrdzuje žiara žiarovky. Tento jav sa nazýva elektromagnetická indukcia.

Zariadenie motora

Asynchrónny motor pozostáva z kovového puzdra, vo vnútri ktorého sú:

  • stator s vinutím, cez ktorý prechádza striedavý elektrický prúd;
  • rotor s otáčkami vinutia, ktorým prúdi opačným smerom.

Oba prvky sú na rovnakej osi. Oceľové statorové dosky do seba pevne zapadajú, v niektorých modifikáciách sú pevne zvarené. Medené vinutie statora je od jadra izolované kartónovými rozperami. Vinutie rotora je vyrobené z hliníkových tyčí, uzavretých na oboch stranách. Magnetické polia vznikajúce prechodom striedavého prúdu na seba pôsobia. Medzi vinutiami vzniká EMF, ktoré otáča rotor, pretože stator je stacionárny.

Generátor z asynchrónneho motora pozostáva z toho istého komponentov v tomto prípade však nastáva opačný efekt, teda premena mechanickej alebo tepelnej energie na energiu elektrickú. Pri prevádzke v režime motora si zachováva zvyškovú magnetizáciu, indukciu elektrické pole v statore.

Rýchlosť otáčania rotora musí byť vyššia ako zmena magnetického poľa statora. Môže byť spomalený jalovým výkonom kondenzátorov. Náboj, ktorý akumulujú, má opačnú fázu a má „brzdný účinok“. Rotáciu môže zabezpečiť veterná, vodná a parná energia.

Obvod generátora

Generátor z asynchrónneho motora má jednoduchý obvod. Po dosiahnutí synchrónnej rýchlosti otáčania nastáva proces výroby elektrickej energie vo vinutí statora.

Ak k vinutiu pripojíte kondenzátorovú banku, objaví sa vedúci elektrický prúd, ktorý vytvára magnetické pole. V tomto prípade musia mať kondenzátory kapacitu vyššiu ako je kritická, ktorá je určená Technické parametre mechanizmus. Sila generovaného prúdu bude závisieť od kapacity banky kondenzátorov a vlastností motora.

Technológia výroby

Úloha premeny asynchrónneho elektromotora na generátor je pomerne jednoduchá, ak máte potrebné diely.

Ak chcete začať proces konverzie, musíte mať nasledujúce mechanizmy a materiály:

  • asynchrónny motor– postačí jednofázový motor zo starej práčky;
  • zariadenie na meranie otáčok rotora– tachometer alebo tachogenerátor;
  • nepolárne kondenzátory– vhodné sú modely typu KBG-MN s prevádzkovým napätím 400 V;
  • sada praktických nástrojov– vŕtačky, pílky, kľúče.






Pokyny krok za krokom

Výroba generátora vlastnými rukami z asynchrónneho motora sa vykonáva podľa predloženého algoritmu.

  • Generátor musí byť nastavený tak, aby jeho otáčky boli väčšie ako otáčky motora. Rýchlosť otáčania sa meria tachometrom alebo iným zariadením, keď je motor zapnutý.
  • Výsledná hodnota by sa mala zvýšiť o 10 % existujúceho ukazovateľa.
  • Je zvolená kapacita pre kondenzátorovú banku - nemala by byť príliš veľká, inak sa zariadenie veľmi zahreje. Na jej výpočet môžete použiť tabuľku vzťahu medzi kapacitou kondenzátora a jalovým výkonom.
  • Na zariadení je nainštalovaná kondenzátorová banka, ktorá poskytne vypočítanú rýchlosť otáčania generátora. Jeho inštalácia vyžaduje osobitnú pozornosť– všetky kondenzátory musia byť spoľahlivo izolované.

Pre 3-fázové motory sú kondenzátory zapojené do hviezdy alebo trojuholníka. Prvý typ zapojenia umožňuje vyrábať elektrinu pri nižšej rýchlosti rotora, ale výstupné napätie bude nižšie. Na jeho zníženie na 220 V sa používa znižovací transformátor.

Výroba magnetického generátora

Magnetický generátor nevyžaduje použitie kondenzátorovej banky. Tento dizajn využíva neodymové magnety. Na dokončenie práce by ste mali:

  • usporiadajte magnety na rotor podľa schémy, pričom pozorujte póly - každý z nich musí mať najmenej 8 prvkov;
  • rotor sa musí najskôr otočiť na sústruhu na hrúbku magnetov;
  • na pevné upevnenie magnetov použite lepidlo;
  • vyplňte zostávajúci voľný priestor medzi magnetickými prvkami epoxidom;
  • Po inštalácii magnetov musíte skontrolovať priemer rotora - nemal by sa zvyšovať.

Výhody domáceho elektrického generátora

Samostatne vyrobený generátor z asynchrónneho motora sa stane ekonomickým zdrojom prúdu, ktorý zníži spotrebu centralizovanej elektriny. Môže sa použiť na poskytovanie potravy domáce elektrospotrebiče, výpočtová technika, ohrievače. Domáci generátor vyrobený z asynchrónneho motora má nepochybné výhody:

  • jednoduchý a spoľahlivý dizajn;
  • účinná ochrana vnútorných častí pred prachom alebo vlhkosťou;
  • odolnosť proti preťaženiu;
  • dlhá životnosť;
  • možnosť pripojenia zariadení bez meničov.

Pri práci s generátorom by ste mali brať do úvahy aj možnosť náhodných zmien elektrického prúdu.

Na zabezpečenie nepretržitého napájania domácnosti sa používajú generátory striedavého prúdu poháňané dieselovými alebo karburátorovými spaľovacími motormi. Ale z kurzu elektrotechniky vieme, že každý elektromotor je reverzibilný: je tiež schopný vyrábať elektrinu. Je možné vyrobiť generátor z asynchrónneho motora vlastnými rukami, ak už máte jeden a spaľovací motor? Koniec koncov, nebudete musieť kupovať drahú elektráreň, ale vystačíte si s improvizovanými prostriedkami.

Konštrukcia asynchrónneho elektromotora

Asynchrónny elektromotor obsahuje dve hlavné časti: stacionárny stator a rotor, ktorý sa v ňom otáča. Rotor sa otáča na ložiskách uložených v odnímateľných koncových častiach. Rotor a stator obsahujú elektrické vinutia, ktorých závity sú uložené v drážkach.

Vinutie statora je pripojené k sieti striedavého prúdu, jednofázovej alebo trojfázovej. Kovová časť statora, kde je umiestnený, sa nazýva magnetické jadro. Je vyrobený z jednotlivých tenkých potiahnutých dosiek, ktoré ich navzájom izolujú. Tým sa eliminuje vznik vírivých prúdov, ktoré znemožňujú chod elektromotora nadmernými stratami zohrievaním magnetického obvodu.

Svorky z vinutí všetkých troch fáz sú umiestnené v špeciálnej krabici na kryte motora. Nazýva sa to barno, v ktorom sú svorky vinutí navzájom spojené. V závislosti od napájacieho napätia a technických údajov motora sú svorky spojené buď do hviezdy alebo do trojuholníka.


Vinutie rotora akéhokoľvek asynchrónneho elektromotora je podobné „klietke veveričky“, tak sa to nazýva. Je vyrobený vo forme série vodivých hliníkových tyčí rozmiestnených pozdĺž vonkajší povrch rotor. Konce tyčí sú uzavreté, preto sa takýto rotor nazýva squirrel-cage.
Vinutie, podobne ako vinutie statora, je umiestnené vo vnútri magnetického jadra, ktoré je tiež tvorené izolovanými kovovými platňami.

Princíp činnosti asynchrónneho elektromotora

Keď je napájacie napätie pripojené k statoru, prúd preteká závitmi vinutia. Vo vnútri vytvára magnetické pole. Pretože prúd je striedavý, pole sa mení v súlade s tvarom napájacieho napätia. Usporiadanie vinutí v priestore je vytvorené tak, že pole vo vnútri sa ukáže ako rotujúce.
Vo vinutí rotora rotačné pole indukuje emf. A keďže sú závity vinutia skratované, objaví sa v nich prúd. Interaguje s poľom statora, čo vedie k otáčaniu hriadeľa elektromotora.

Elektrický motor sa nazýva asynchrónny motor, pretože pole statora a rotor sa otáčajú rôznymi rýchlosťami. Tento rozdiel rýchlosti sa nazýva sklz (S).


Kde:
n – frekvencia magnetického poľa;
nr – frekvencia otáčania rotora.
Na reguláciu otáčok hriadeľa v širokom rozsahu sa vyrábajú asynchrónne elektromotory s vinutým rotorom. Na takomto rotore sú navinuté vinutia posunuté v priestore, rovnako ako na statore. Konce z nich sú vyvedené na krúžky a pomocou kefového zariadenia sú k nim pripojené odpory. Čím väčší je odpor pripojený k fázovému rotoru, tým nižšia bude rýchlosť jeho otáčania.

Asynchrónny generátor

Čo sa stane, ak sa rotor asynchrónneho elektromotora otočí? Bude schopný vyrábať elektrinu a ako vyrobiť generátor z asynchrónneho motora?
Ukazuje sa, že je to možné. Aby sa na vinutí statora objavilo napätie, je najprv potrebné vytvoriť rotujúce magnetické pole. Objavuje sa v dôsledku zvyškovej magnetizácie rotora elektrického stroja. Následne, keď sa objaví zaťažovací prúd, sila magnetického poľa rotora dosiahne požadovanú hodnotu a stabilizuje sa.
Na uľahčenie procesu objavenia sa napätia na výstupe sa používa skupina kondenzátorov pripojená k statoru asynchrónneho generátora v čase spustenia (budenie kondenzátora).

Ale parameter charakteristický pre asynchrónny elektromotor zostáva nezmenený: množstvo sklzu. Z tohto dôvodu bude frekvencia výstupného napätia asynchrónneho generátora nižšia ako rýchlosť otáčania hriadeľa.
Mimochodom, hriadeľ asynchrónneho generátora sa musí otáčať takou rýchlosťou, aby sa dosiahla menovitá rýchlosť otáčania statorového poľa elektromotora. Aby ste to dosiahli, musíte zistiť rýchlosť otáčania hriadeľa z dosky umiestnenej na kryte. Zaokrúhlením jeho hodnoty na najbližšie celé číslo sa získa rýchlosť otáčania rotora elektromotora, ktorý sa premieňa na generátor.

Napríklad pre elektromotor, ktorého doska je znázornená na fotografii, je rýchlosť otáčania hriadeľa 950 ot / min. To znamená, že rýchlosť otáčania hriadeľa by mala byť 1000 ot./min.

Prečo je asynchrónny generátor horší ako synchrónny?

Aký dobrý bude domáci generátor z asynchrónneho motora? Ako sa bude líšiť od synchrónneho generátora?
Aby sme odpovedali na tieto otázky, stručne si pripomeňme princíp činnosti synchrónneho generátora. Prostredníctvom zberacích krúžkov sa do vinutia rotora privádza jednosmerný prúd, ktorého veľkosť je nastaviteľná. Rotačné pole rotora vytvára EMF vo vinutí statora. Aby sa získalo požadované napätie generovania, automatický systém riadenia budenia zmení prúd v rotore. Keďže napätie na výstupe generátora je monitorované automaticky, v dôsledku kontinuálneho regulačného procesu zostáva napätie vždy nezmenené a nezávisí od záťažového prúdu.
Na spustenie a prevádzku synchrónnych generátorov sa používajú nezávislé zdroje energie (batérie). Preto začiatok jeho prevádzky nezávisí ani od vzhľadu záťažového prúdu na výstupe, ani od dosiahnutia požadovanej rýchlosti otáčania. Od rýchlosti otáčania závisí iba frekvencia výstupného napätia.
Ale aj keď je budiaci prúd prijímaný z napätia generátora, všetko uvedené vyššie zostáva pravdivé.
Synchrónny generátor má ešte jednu vlastnosť: je schopný generovať nielen aktívny, ale aj jalový výkon. To je veľmi dôležité pri napájaní elektromotorov, transformátorov a iných jednotiek, ktoré ho spotrebúvajú. Chyba jalový výkon v sieti vedie k zvýšeniu tepelných strát vodičov, vinutí elektrických strojov a zníženiu úrovne napätia medzi spotrebiteľmi v porovnaní s vygenerovanou hodnotou.
Na budenie asynchrónneho generátora sa využíva zvyšková magnetizácia jeho rotora, ktorá je sama o sebe náhodnou veličinou. Počas prevádzky nie je možné regulovať parametre, ktoré ovplyvňujú hodnotu jeho výstupného napätia.

Okrem toho asynchrónny generátor negeneruje, ale spotrebúva jalový výkon. Je potrebné, aby vytvoril budiaci prúd v rotore. Spomeňme si na budenie kondenzátora: pripojením banky kondenzátorov pri štarte sa vytvorí jalový výkon, ktorý generátor potrebuje na spustenie práce.
Výsledkom je, že napätie na výstupe asynchrónneho generátora nie je stabilné a mení sa v závislosti od charakteru záťaže. Po pripojení k nemu veľké číslo spotrebiteľov jalového výkonu, vinutie statora sa môže prehriať, čo ovplyvní životnosť jeho izolácie.
Preto je použitie asynchrónneho generátora obmedzené. Môže pracovať v podmienkach blízkych „skleníku“: žiadne preťaženie, nárazové záťažové prúdy alebo výkonní spotrebitelia činidla. Zároveň by k nemu pripojené elektrické prijímače nemali byť kritické pre zmeny veľkosti a frekvencie napájacieho napätia.
Ideálne miesto na použitie asynchrónneho generátora je v systémoch alternatívna energia poháňané vodnou alebo veternou energiou. V týchto zariadeniach generátor nenapája priamo spotrebiteľa, ale nabíja batériu. Od nej už cez prevodník priamy prúd v premennej je záťaž napájaná.
Preto, ak potrebujete zostaviť veternú turbínu alebo malú vodnú elektráreň, najlepšia cesta von mimo polohy je práve asynchrónny generátor. Funguje tu jeho hlavná a jediná výhoda – jednoduchosť dizajnu. Neprítomnosť krúžkov na rotore a kefovom prístroji znamená, že počas prevádzky nie je potrebné neustále udržiavať krúžky: čistiť krúžky, meniť kefy, odstraňovať z nich grafitový prach. Koniec koncov, aby ste vyrobili veterný generátor z asynchrónneho motora vlastnými rukami, hriadeľ generátora musí byť priamo spojený s lopatkami veterného mlyna. To znamená, že štruktúra bude umiestnená na vysoká nadmorská výška. Je problém to odtiaľ odstrániť.

Magnetický generátor

Prečo je potrebné vytvárať magnetické pole pomocou elektrického prúdu? Koniec koncov, existujú jej silné zdroje - neodýmové magnety.
Na premenu asynchrónneho motora na generátor budete potrebovať valcové neodýmové magnety, ktoré budú inštalované namiesto štandardných vodičov vinutia rotora. Najprv musíte počítať požadované množstvo magnety. Za týmto účelom odstráňte rotor z motora, ktorý sa mení na generátor. Jasne ukazuje miesta, kde je položené vinutie „veverička“. Rozmery (priemer) magnetov sú zvolené tak, aby pri inštalácii striktne v strede vodičov skratovaného vinutia neprišli do kontaktu s magnetmi nasledujúceho radu. Medzi radmi by mala byť medzera nie menšia ako priemer použitého magnetu.
Po rozhodnutí o priemere vypočítajte, koľko magnetov sa zmestí pozdĺž dĺžky vodiča vinutia od jedného okraja rotora k druhému. Medzi nimi je ponechaná medzera aspoň jeden až dva milimetre. Vynásobením počtu magnetov v rade počtom radov (vodičov vinutia rotora) sa získa požadovaný počet. Výška magnetov by nemala byť príliš veľká.
Ak chcete nainštalovať magnety na rotor asynchrónneho elektromotora, bude potrebné ho upraviť: odstráňte vrstvu kovu na sústruhu do hĺbky zodpovedajúcej výške magnetu. V tomto prípade musí byť rotor v stroji starostlivo vycentrovaný, aby sa nenarušilo jeho vyváženie. V opačnom prípade bude mať posunutie ťažiska, čo povedie k bitiu v prevádzke.

Potom začnú inštalovať magnety na povrch rotora. Na fixáciu sa používa lepidlo. Každý magnet má dva póly, bežne nazývané severný a južný. V rámci jedného radu musia byť póly umiestnené mimo rotora rovnaké. Aby sa predišlo chybám pri inštalácii, magnety sa najskôr spoja do girlandy. Budú sa držať striktne definovaným spôsobom, keďže ich k sebe priťahujú iba opačné póly. Teraz už len ostáva označiť póly s rovnakým názvom fixkou.
V každom nasledujúcom rade sa pól umiestnený vonku mení. To znamená, že ak rozložíte rad magnetov s pólom označeným značkou umiestnenou smerom von od rotora, ďalší sa rozloží s magnetmi otočenými naopak. A tak ďalej.
Po nalepení magnetov je potrebné ich upevniť epoxidovou živicou, aby sa vytvorila šablóna okolo výslednej štruktúry z lepenky alebo hrubého papiera, do ktorého sa živica naleje. Papier je obalený okolo rotora a pokrytý páskou alebo páskou. Jedna z koncových častí je pokrytá plastelínou alebo tiež zapečatená. Potom sa rotor inštaluje vertikálne a naleje sa do dutiny medzi papierom a kovom. epoxidová živica. Po vytvrdnutí sa zariadenia odstránia.
Teraz znova upneme rotor sústruh, vycentrujte a obrúste povrch vyplnený epoxidom. Nie je to potrebné z estetických dôvodov, ale aby sa minimalizoval vplyv možnej nevyváženosti vyplývajúcej z dodatočných dielov inštalovaných na rotore.
Brúsenie sa vykonáva najskôr hrubým brúsnym papierom. Je pripojený k drevený blok, ktorý sa potom rovnomerne pohybuje po rotačnej ploche. Potom sa môžete prihlásiť brúsny papier s jemnejšími zrnami.

Návrat

×
Pripojte sa ku komunite „page-electric.ru“!
V kontakte s:
Už som prihlásený do komunity „page-electric.ru“.