Асинхронный двигатель как генератор — суть процесса, его плюсы и минусы

В электротехнике существует так называемый принцип обратимости: любое устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую, может делать и обратную работу. На нем основан принцип действия электрических генераторов, вращение роторов которых вызывает появление электрического тока в обмотках статора.

Теоретически можно переделать и использовать любой асинхронный двигатель в качестве генератора, но для этого надо, во-первых, понять физический принцип, а во-вторых, создать условия, обеспечивающие это превращение.

Вращающееся магнитное поле – основа схемы генератора из асинхронного двигателя

В электрической машине, изначально создающейся как генератор, существуют две активные обмотки: возбуждения, размещенная на якоре, и статорная, в которой и возникает электрический ток. Принцип её работы основан на эффекте электромагнитной индукции: вращающееся магнитное поле порождает в обмотке, которая находится под его воздействием, электрический ток.

Магнитное поле возникает в обмотке якоря от напряжения, обычно подаваемого с аккумулятора, ну а его вращение обеспечивает любое физическое устройство, хотя бы и ваша личная мускульная сила.

Конструкция электродвигателя с короткозамкнутым ротором (это 90 процентов всех исполнительных электрических машин) не предусматривает возможности подачи питающего напряжения на обмотку якоря. [attention type=yellow]Поэтому, сколько бы вы ни вращали вал двигателя, на его питающих клеммах электрического тока не возникнет. [/attention]Тем, кто хочет заняться переделкой асинхронного двигателя в генератор, надо создавать вращающееся магнитное поле самостоятельно.

Создаем предусловия для переделки

Двигатели, работающие от переменного тока, называют асинхронными. Все потому, что вращающееся магнитное поле статора чуть опережает скорость вращения ротора, оно как бы тянет его за собой.

Используя тот же принцип обратимости, приходим к выводу, что для начала генерации электрического тока вращающееся магнитное поле статора должно отставать от ротора или даже быть противоположным по направлению. Создать вращающееся магнитное поле, которое отстает от вращения ротора или противоположно ему, можно двумя способами.

Затормозить его реактивной нагрузкой. Для этого в цепь питания электродвигателя, работающего в обычном режиме (не генерации), надо включить, например, мощную конденсаторную батарею. Она способна накапливать реактивную составляющую электрического тока – магнитную энергию. Этим свойством в последнее время широко пользуются те, кто хочет сэкономить киловатт-часы.

[attention type=red]Если быть точным, то фактической экономии электроэнергии не происходит, просто потребитель немного обманывает электросчетчик на законной основе. [/attention]Накопленный конденсаторной батареей заряд находится в противофазе с тем, что создается питающим напряжением и «подтормаживает» его. В результате электродвигатель начинает генерировать ток и отдавать его обратно в сеть.

[blockquote_gray]Использование высокомощных моторов в домашних условиях при наличии исключительно однофазной сети требует определенных знаний в том, как подключить трехфазный электродвигатель в сеть 220в.

Для одновременного подключения потребителей электроэнергии к трех фазам служит специальное электромеханическое устройство — магнитный пускатель, об особенностях правильной установки которых можно прочитать здесь.[/blockquote_gray]

На практике этот эффект применяется в транспорте на электрической тяге. Как только электровоз, трамвай или троллейбус идут под уклон, к цепи питания тягового электродвигателя подключается конденсаторная батарея и происходит отдача электрической энергии в сеть (не верьте тем, кто утверждает, что электротранспорт дорог, он почти на 25 процентов обеспечивает энергией сам себя).

[attention type=green]Такой способ получения электрической энергии не есть чистая генерация. Чтобы перевести работу асинхронного двигателя в режим генератора, надо использовать метод самовозбуждения.[/attention]

Самовозбуждение асинхронного двигателя и переход его в режим генерации может возникнуть из-за наличия в якоре (роторе) остаточного магнитного поля. Оно очень мало, но способно породить ЭДС, заряжающее конденсатор. После возникновения эффекта самовозбуждения конденсаторная батарея подпитывается от произведенного электрического тока и процесс генерации становится непрерывным.

Секреты изготовления генератора из асинхронного двигателя

Чтобы превратить электромотор в генератор надо использовать неполярные конденсаторные батареи. Электролитические конденсаторы для этого не годятся. В трехфазных двигателях конденсаторы включаются звездой или треугольником. Соединение «звездой» позволяет начать генерацию на меньших оборотах ротора, но величина напряжения на выходе будет несколько ниже, чем при соединении «треугольником».

Также можно сделать генератор из однофазного асинхронного двигателя. Но для этого годятся лишь те, которые имеют короткозамкнутый ротор, а для запуска используют фазосдвигающий конденсатор. Коллекторные однофазные двигатели для переделки в генератор не годятся.

Рассчитать в бытовых условиях величину потребной емкости конденсаторной батареи не представляется возможным. [attention type=yellow]Поэтому домашний мастер должен исходить из простого соображения: общий вес конденсаторной батареи должен быть равен или немного превышать вес самого электродвигателя. [/attention]На практике это приводит к тому, что создать достаточно мощный асинхронный генератор почти невозможно, поскольку чем меньше номинальные обороты двигателя, тем он больше весит.

Оцениваем уровень эффективности — выгодно ли это?

Как видите, заставить электродвигатель генерировать ток можно не только в теоретических измышлениях. Теперь надо разобраться, насколько оправданы усилия по «изменению пола» электрической машины.

Во многих теоретических изданиях главным преимуществом асинхронных генераторов представляют их простоту. Честно говоря, это лукавство. Устройство двигателя ничуть не проще устройства синхронного генератора. Конечно, в асинхронном генераторе нет электрической цепи возбуждения, но она заменена на конденсаторную батарею, которая сама по себе является сложным техническим устройством.

Зато конденсаторы не надо обслуживать, а энергию они получают как бы даром – сначала от остаточного магнитного поля ротора, а потом – от вырабатываемого электрического тока. Вот в этом и есть главный, да и практически единственный плюс асинхронных генераторных машин – их можно не обслуживать. [attention type=green]Такие источники электрической энергии применяются в домашних автономных электростанциях, приводимых в действие силой ветра или падающей воды.[/attention]

Еще одним преимуществом таких электрических машин является то, что генерируемый ими ток почти лишен высших гармоник. Этот эффект называется «клирфактор». Для людей далеких от теории электротехники его можно объяснить так: чем ниже клирфактор, тем меньше тратится электроэнергии на бесполезный нагрев, магнитные поля и прочее электротехническое «безобразие».

У генераторов из трехфазного асинхронного двигателя клирфактор обычно находится в пределах 2%, когда традиционные синхронные машины выдают минимум 15. Однако учет клирфактора в бытовых условиях, когда к сети подключены разные типы электроприборов (стиральные машины имеют большую индуктивную нагрузку), практически невозможен.

Все остальные свойства асинхронных генераторов являются отрицательными. К ним относится, например, практическая невозможность обеспечить номинальную промышленную частоту вырабатываемого тока. Поэтому их почти всегда сопрягают с выпрямительными устройствами и используют для зарядки аккумуляторных батарей.

Кроме того, такие электрические машины очень чувствительны к перепадам нагрузки. Если в традиционных генераторах для возбуждения используется аккумулятор, имеющий большой запас электрической мощности, то конденсаторная батарея сама забирает из вырабатываемого тока часть энергии.

Если нагрузка на самодельный генератор из асинхронного двигателя превышает номинал, то ей не хватит электричества для подзарядки и генерация прекратится. Иногда используют емкостные батареи, объем которых динамически меняется в зависимости от величины нагрузки. [attention type=red]Однако при этом полностью теряется преимущество «простоты схемы».[/attention]

Нестабильность частоты вырабатываемого тока, изменения которой почти всегда носят случайный характер, не поддаются научному объяснению, а потому не могут быть учтены и компенсированы, предопределило малую распространенность асинхронных генераторов в быту и народном хозяйстве.

Функционирование асинхронного двигателя как генератора на видео

Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы

Содержание

• Как подобрать электродвигатель
• Что надо знать о конструкции статора
• Особенности конструкции ротора
• Преимущества и недостатки генератора
• Принцип работы
• Схема генератора
• Работа двигателя в режиме генератора
• Как самостоятельно собрать асинхронный генератор?
• Виды генераторов на базе двигателей
• Схема асинхронного генератора с подключением конденсаторов к двум обмоткам
• Схема треугольника
• Как рассчитать характеристики генератора по мощности двигателя и емкости конденсаторов
• Необходимые материалы и инструменты
• Характеристики ветрогенератора
• Нюансы монтажа
• Порядок доработки обмоток
• Организация приводной части
• Генератор на постоянных магнитах
• Советы по эксплуатации
• Двухфазный режим асинхронного генератора.
• Проверка и запуск в работу

Как подобрать электродвигатель

Чтобы исключить ошибки на стадии проекта необходимо уделить внимание конструкции приобретаемого двигателя, а также его электрическим характеристикам: потребляемой мощности, величине напряжения питания, числу оборотов ротора.

Асинхронные машины обратимы.

Они способны работать в режиме:

· электродвигателя, когда на них подается внешнее напряжение;

· или генератора, если их ротор вращает источник механической энергии, например, водяное либо ветряное колесо, двигатель внутреннего сгорания.

Обращаем внимание на заводскую табличку, конструкцию ротора и статора. Учитываем их особенности при создании генератора.

Что надо знать о конструкции статора

У него на общем сердечнике магнитопровода намотаны три изолированных обмотки для питания от каждой фазы напряжения.

Их подключают одним из двух способов:

1. Звездой, когда все концы собраны в одну точку. На 3 начала и общий вывод концов подается напряжение по четырем проводам.

2. Треугольником — конец одной обмотоки подключен к началу другой так, что схема собрана кольцом и из нее выходят всего три провода.

Более подробно эта информация изложена в статье моего сайта о подключении трехфазного двигателя в бытовую однофазную сеть .

Особенности конструкции ротора

На нем тоже создан магнитопровод и три обмотки.

Они соединяются одним из двух способов:

1. через контактные выводы у двигателя с фазным ротором;

2. накоротко замкнуты алюминиевой вставкой в конструкцию беличьего колеса — асинхронные машины.

Нам нужен ротор короткозамкнутый. Все схемы разработаны для него.

Конструкцию фазного ротора тоже можно использовать в качестве генератора. Но ее придется переделать: просто шунтируем все вывода между собой закоротками.

Преимущества и недостатки генератора

К положительным качествам разработки принадлежат:

1. Простая и быстрая сборка с возможностью избежать разборки электродвигателя и перемотки обмотки.
2. Способность осуществлять вращение электротока с помощью ветряной либо гидротурбины.
3. Применение устройства в системах мотор-генератор, чтобы преобразовать однофазную сеть (220В) на трехфазную (380 В).
4. Способность использовать разработку в местах отсутствия электричества, применяя для раскрутки двигатель внутреннего сгорания.

Минусы:

1. Проблематичность расчета емкости конденсата, который присоединяется к обмоткам.
2. Сложно достичь максимальной отметки мощности, на которую способна самостоятельная разработка.

Самодельный генератор из асинхронного двигателя

Принцип работы

Генератор вырабатывает электрическую энергию при условии, что количество оборотов ротора несколько выше синхронной скорости. Самый простой тип вырабатывает порядка 1800 об/мин., учитывая, что уровень его синхронной скорости становится 1500 оборотов.

Его принцип действия основывается на переработке механической энергии в электроэнергию. Заставить ротор вращаться, и производить электричество можно с помощью сильного крутящегося момента. В идеальном варианте – постоянный холостой ход, который способен поддерживать одинаковую скорость движения.

Все виды моторов, работающие от силы непостоянного тока, называются асинхронными. У них магнитное поле статора кружится скорее, чем поле ротора, соответственно направляя его в сторону своего движения. Чтобы изменить электромотор на функционирующий генератор понадобится повысить скорость передвижения ротора, чтобы он не следовал за магнитным полем статора, а начал двигаться в другую сторону.

Получить подобный результат можно, подключив прибор к электросети, конденсатор с большой емкостью или целую группу конденсаторов. Они заряжаются и скапливают энергию от магнитных полей. Фаза конденсатора имеет заряд, который противоположен источнику тока мотора, из-за чего происходит замедление работы ротора, и начинается выработка тока статорной обмоткой.

Схема генератора

Схема очень простая и не нуждается в наличии специальных знаний и умений. Если запустить разработку не подключая ее к сети, начнется вращение и, после выхода на синхронную частоту, статорная обмотка станет образовывать электрическую энергию.

Прикрепив к ее зажимам специальную батарею из нескольких конденсаторов (С) можно получить опережающий емкостный ток, который будет создавать намагничивание. Емкость конденсаторов должна быть выше критического обозначения С0, которое зависит от габаритов и характеристик генератора.

В данной ситуации происходит процесс самостоятельного запуска, а на статорной обмотке монтируется система с симметричным трехфазным напряжением. Показатель создаваемого тока напрямую зависит от емкости для конденсаторов, а также характеристики машины.

Простейшая схема включения асинхронного двигателя

Работа двигателя в режиме генератора

Любой асинхронный электрогенератор используется в качестве некоего трансформатора, где механическая энергия от вращения вала двигателя, преобразуется в переменный ток. Такое становится возможным тогда, когда его скорость становится выше синхронной (порядка 1500 об/мин).  Классическую схему переделки и подключения двигателя в режиме электрогенератора с выработкой трехфазного тока можно легко собрать своими руками:

Чтобы достичь такой стартовой частоты вращения, необходимо приложить довольно большой крутящий момент (например, за счет подключения двигателя внутреннего сгорания в бензогенераторе или крыльчатки в ветряке). Как только частота вращения достигает значения синхронной, начинает действовать конденсаторная батарея, создающая емкостный ток. За счет этого происходит самовозбуждение обмоток статора и выработка электрического тока (режим генерирования).

Необходимым условием устойчивой работы такого электрогенератора с промышленной частотой сети 50 Гц, является соответствие его частотных характеристик:

1. Скорость его вращения должна превышать асинхронную (частоту работы самого двигателя) на процент скольжения (от 2 до 10%),
2. Значение скорости вращения генератора должно соответствовать синхронной скорости.

Как самостоятельно собрать асинхронный генератор?

Обладая полученными знаниями, смекалкой и умением работать с информацией, можно своими руками собрать/переделать работоспособный генератор из двигателя. Для этого необходимо совершить точные действия следующей последовательности:

1. Вычисляется реальная (асинхронная) частота вращения двигателя, который планируется применить в качестве электрогенератора. Для определения оборотов на подключенном к сети агрегате можно использовать тахограф,
2. Определяется синхронная частота двигателя, которая одновременно будет асинхронной для генератора. Здесь учитывается величина скольжения (2-10%). Допустим, измерения показали скорость вращения на уровне 1450 об/мин. Требуемая частота работы электрогенератора будет составлять:

nГЕН = (1,02…1,1)nДВ= (1,02…1,1)·1450 = 1479…1595 об/мин,

3. Подбор конденсатора необходимой емкости (используются стандартные сравнительные таблицы данных).

На этом можно и поставить точку, но если требуется напряжение однофазной сети 220В, то режим функционирования такого устройства потребует внедрения в приведенную ранее схему понижающего трансформатора.

Виды генераторов на базе двигателей

Покупка штатного готового эл генератора – удовольствие отнюдь не из дешевых и вряд ли по карману практическому большинству наших сограждан. Прекрасной альтернативой может послужить самодельный генератор, его можно собрать при достаточных познаниях в области электротехники и слесарного дела. Собранное устройство может успешно использоваться в качестве:

1. Электрогенератора с самозапиткой. Пользователь может своими руками получить устройство для выработки электроэнергии с длительным периодом действия вследствие самостоятельной подпитки,
2. Ветрогенератора. В качестве движителя, необходимого для пуска двигателя, используется ветряк, который вращается под воздействием ветра,
3. Генератора на неодимовых магнитах,
4. Трехфазного бензогенератора,
5. Однофазного маломощного генератора на двигателях электроприборов и т. д.

Переделка своими руками стандартного мотора в действующее генерирующее устройство – занятие увлекательное и очевидно экономящее бюджет. Таким образом можно переделать обычный ветряк, соединив его с двигателем для автономной выработки энергии.

Схема асинхронного генератора с подключением конденсаторов к двум обмоткам

Этот вариант довольно популярен. Он позволяет питать от двух обмоток три группы потребителей:

• две напряжением 220 вольт;
• одну — 380.

Рабочий и пусковой конденсаторы подключаются в схему отдельными выключателями.

На основе этой же схемы можно создать самодельный генератор с подключением конденсаторов к одной обмотке асинхронного двигателя.

Схема треугольника

При сборке обмоток статора по схеме звезды генератор будет выдавать трехфазное напряжение 380 вольт. Если осуществить их переключение на треугольник, то — 220.

Приведенные выше на картинках три схемы являются базовыми, но не единственными. На их основе могут создаваться другие способы подключения.

Как рассчитать характеристики генератора по мощности двигателя и емкости конденсаторов

Для создания нормальных условий работы электрической машины необходимо соблюсти равенство ее номинального напряжения и мощности в режимах генератора и электродвигателя.

С этой целью подбирают емкость конденсаторов с учетом вырабатываемой ими реактивной мощности Q при различных нагрузках. Ее величину рассчитывают по выражению:

Q=2π∙f∙C∙U2

Из этой формулы, зная мощность двигателя, для обеспечения полной нагрузки можно рассчитать емкость батареи конденсаторов:

С=Q/2π∙f∙U2

Однако, следует учесть режим работы генератора. На холостом ходу конденсаторы станут излишне нагружать обмотки и нагревать их. Это приводит к большим потерям энергии, перегреву конструкции.

Для устранения подобного явления конденсаторы подключают ступенчато, определяя их количество в зависимости от приложенной нагрузки. Чтобы упростить подбор конденсаторов для запуска асинхронного двигателя в режиме генератора, создана специальная таблица.

Для использования в составе емкостной батареи хорошо подходят пусковые конденсаторы серии K78-17 и им подобные с рабочим напряжением от 400 вольт и больше. Вполне допустимо заменить их металлобумажными аналогами с соответствующими номиналами. Собирать их придется параллельным подключением.

Использовать модели электролитических конденсаторов для работы в цепях асинхронного самодельного генератора не стоит. Они предназначены для цепей постоянного тока, а при прохождении синусоиды, меняющейся по направлению, быстро выходят из строя.

Существует специальная схема их подключения для подобных целей, когда каждая полуволна направляется диодами на свою сборку. Но она довольно сложная.

Необходимые материалы и инструменты

Для изготовления мотора-генератора своими руками достаточно иметь антисинхронный двигатель. Остальные материалы можно найти в хозяйстве или на специализированных рынках радиотехники.

Могут понадобиться такие инструменты и материалы:

1. Труба из стали с толщиной стенок не менее 3 мм и общим диаметром 6 см и больше. Высоту нужно подбирать индивидуально, в зависимости от скорости ветров в регионе. Но нужно помнить, что чем выше будет мачта, тем сильнее будет дуть ветер и, соответственно, вырабатываться больше электричества.
2. Для изготовления лопастей можно использовать различные материалы, но лучше купить готовую деталь заводского производства, так как она будет идеально откалибрована. Самостоятельно изготовить её можно из труб или листов ПВХ, металла. Кроме этого, может подойти деревянная доска, профиль из стеклоткани.
3. В качестве основы (опоры для мачты) подойдёт бетонная стяжка. С другой стороны, можно использовать металл или дерево. Нужно только помнить, что за надёжность конструкции отвечает основа. Если опора будет слабой, то мачта со временем рухнет от ветра.
4. Дрель и набор свёрл.
5. Ножовка.
6. Разводной ключ.
7. Рулетка.
8. Лист металла, который будет служить материалом для изготовления мачты.
9. Стальная рама. Она будет выполнять функцию основы для ветрогенератора, поворотного механизма и лопастей.
10. Весь необходимый дополнительный инструмент, включая сварку, с помощью которого можно изготовить устройство.
11. Хомуты для фиксации растяжек.
12. Металлический трос с сечением 12 мм.

Характеристики ветрогенератора

Сначала необходимо определиться с желаемым итоговым результатом. Характеристики электродвигателя, выполняющего роль генератора, могут быть разными, и от этого зависит, сколько электроэнергии устройство будет вырабатывать за единицу времени.

Для производства среднего количества энергии генератор должен иметь приблизительно такие характеристики:

1. Минимальная мощность установки — 1.3 кВт.
2. Желательны неодимовые магниты в конструкции. Их функция заключается в обеспечении электромагнитной движущейся силы. Для этого может применяться и стальная гильза, которая устанавливается на ротор.
3. Расположение магнитов на роторе должно соответствовать схеме. Это значит, что их полюсы должны быть развёрнуты в правильную сторону.
4. Предварительно вал ротора нужно проточить и подогнать размеры под диаметр магнитов.
5. При установке магнитов не всегда требуется переделывать обмотку. Если она состоит из проводов с большим сечением — ничего страшного, это только увеличит мощность. Самым лучшим вариантом обмотки будет устройство, имеющее шесть полюсов, провод с сечением не более 1.2 мм и максимум 24 витка на катушке.

Нюансы монтажа

Как правило, для изготовления ветро генератора из асинхронного двигателя своими руками применяется ветряк с тремя лопастями, которые в диаметре достигают двух метров. Если увеличить количество лопастей или их длину, то улучшение характеристик не произойдёт. Перед тем как выбирать модификацию устройства, тип, характеристики, габариты, необходимо осуществить правильный расчёт.

Для начала нужно рассчитать мощность самой мачты. Она должна устанавливаться на бетонную основу толщиной полметра. Предварительно следует вырыть яму, также учитывая при этом состояние и тип почвы.

Подключать к электросети каждый из приборов нужно в определённом порядке. Сначала идут аккумуляторы, а потом уже и ветрогенератор. Вращаться вал электромотора может либо горизонтально, либо вертикально. Как правило, устанавливают в вертикальном положении, это связано с конструктивными особенностями. Для обеспечения защиты от влаги генератор оборудуют прокладками или колпаком.

Для установки мачты необходимо выбрать открытое место, где будет максимальное количество ветров. Высота монтажа генераторного устройства должна быть достаточно большой. Переделанный асинхронник в идеальном варианте устанавливается на высоте 15 метров, но на практике мачты более 7 метров никто не использует.

В качестве основного источника электрического питания дома устройство лучше не использовать. Такое тихоходное устройство следует устанавливать для страховки от ситуаций с перебоями в электричестве или для экономии семейного бюджета, поскольку счёт за централизованную подачу существенно уменьшается.

Стоит отметить, что установки подобного типа можно использовать не во всех регионах. Минимальная скорость ветра для целесообразности использования должна постоянно держаться на отметке 7 метров за секунду. Если этот показатель меньше, то и электроэнергии будет вырабатываться очень мало.

Перед установкой проводятся необходимые расчёты. В некоторых ситуациях могут возникнуть сложности с обработкой узлов асинхронного движка. Ветряк нельзя изготовить без соответствующих модулей, а также проведения предварительных испытаний устройства. Подключение такого оборудования осуществить невозможно.

Порядок доработки обмоток

Прежде чем сделать генератор из асинхронного двигателя, следует разобраться с его статорными катушками, соединёнными между собой и включаемыми в питающую линию по определённой схеме.

Дополнительная информация. Для классического подключения асинхронных механизмов используются два типа включения статорных обмоток: по так называемой схеме «звезда» или «в треугольник».

В первом случае все три линейных катушки (А, В и С) с одной стороны объединяются в общий нулевой провод, в то время как вторые их концы подключаются к трём фазным линиям. При включении «треугольником» конец одной катушки соединяется с началом второй, а её конец, в свою очередь, – с началом третьей обмотки и так далее вплоть до замыкания цепочки.

В результате такого подключения образуется правильная геометрическая фигура, вершины которой соответствуют трём фазным проводам, а нулевой провод вообще отсутствует.

Из соображений простоты монтажа и безопасности эксплуатации в бытовых схемах обычно выбирается подключение типа «звезда», обеспечивающее возможность организации местного (повторного) защитного заземления.

При доработке двигателя следует снять крышку распределительной коробки и получить доступ к клеммам, на которые в нормальных условиях поступает трёхфазное питающее напряжение. В генераторном режиме к этим контактам следует подсоединить питающую линию с подключёнными к ней бытовыми трёхфазными потребителями.

Для организации однофазного питания (розеточных линий и цепей освещения, в частности) их нужно будет подключить одним концом к выбранному фазному контакту А, В или С, а другим – к общему нулевому проводу. Порядок подсоединения проводов к асинхронному двигателю приводится на следующем рисунке.

Важно! В случае нескольких линейных (однофазных) нагрузок необходимо распределить их по фазам таким образом, чтобы те были загружены более-менее равномерно.

Таким образом, генератор своими руками, собранный из трёхфазного двигателя, будет нагружен на все питающие цепи, а конечные потребители получат полагающиеся им нормативные мощности.

Организация приводной части

В бытовых условиях в качестве механического привода, как правило, используются типовые бензогенераторы, с которых момент вращения передаётся непосредственно на рабочий вал. Основная проблема при таком подключении – организация надёжного муфтового сцепления, полностью передающего крутящий момент на ось якоря генератора (в данной ситуации его функцию выполняет ротор двигателя).

При её обустройстве самый оптимальный вариант – это обратиться за помощью к профессиональным механикам, которые помогут организовать муфтовое соединение требуемого качества и надёжности.

Обратите внимание! Ротор переделываемого механизма напоминает по своей конструкции обмотку статора с тремя сдвинутыми на 120 градусов обмотками (он называется в этом случае фазным).

Линейные выводы каждой из обмоток соединяются со съёмными контактными кольцами, посредством которых на механизм двигателя через графитовые щётки подавалось запускающее напряжение. Если оставить всё как было, получается очень непростая в изготовлении и обслуживании конструкция, использовать которую в составе будущего генератора не имеет смысла.

Для удобства переделки лучше всего воспользоваться схемой короткозамкнутой подвижной части, которая может быть получена путём закорачивания рабочих выводов каждой из катушек фазного ротора.

Генератор на постоянных магнитах

Известен ещё один способ обустройства бытовых генераторов, состоящий в использовании при изготовлении мощных постоянных магнитов и ряда дополнительных приспособлений (в некоторых средствах массовой информации их ещё называют «вечными»).

Принцип работы такого источника энергии на магнитах состоит во взаимодействии эм полей, создаваемых постоянными магнитными заготовками, жёстко закреплёнными на статорной и роторной части устройства (смотрите рисунок ниже).

Основное преимущество таких двигателей, выполняющих функцию генератора, – отсутствие потребности в источнике внешней энергии или в топливе. Однако и в данном случае не обходится без  недостатков, проявляющихся, в первую очередь, в том, что сильные магнитные поля могут негативно сказываться на здоровье обслуживающего персонала.

С учётом этого недостатка во всех остальных ситуациях такой электромотор широко применяется в различных приводных узлах, нередко устанавливаемых на промышленном оборудовании. В качестве примера может быть приведён известный среди специалистов генератор, под обозначением «г 303».

В заключение обзора самодельных генераторов следует заметить, что для переделки их из асинхронных двигателей может потребоваться целый комплект специального съёмного инструмента, по своему составу напоминающий автомобильное оборудование.

Советы по эксплуатации

Асинхронный генератор не требует особого ухода. Его обслуживание заключается в контроле состояния подшипников. На номинальных режимах устройство способно работать годами без вмешательства оператора.

Слабое звено – конденсаторы. Они могут выходить из строя, особенно тогда, когда их номиналы неправильно подобраны.

При работе генератор нагревается. Если вы часто подключаете повышенные нагрузки – следите за температурой устройства или позаботьтесь о дополнительном охлаждении.

Двухфазный режим асинхронного генератора.

Такую схему следует использовать тогда, когда нет необходимости в получении трёхфазного напряжения. Этот вариант включения уменьшает рабочую ёмкость конденсаторов, снижает нагрузку на первичный механический двигатель в режиме холостого хода и т.о. экономит «драгоценное» топливо.

В качестве маломощных генераторов, вырабатывающих переменное однофазное напряжение 220 В, можно использовать однофазные асинхронные короткозамкнутые электродвигатели бытового назначения: от стиральных машин типа «Ока», «Волга», поливальных насосов «Агидель», «БЦН» и пр. У них конденсаторная батарея может подключаться параллельно рабочей обмотке, либо использовать уже имеющийся фазосдвигающий конденсатор, подключенный к пусковой обмотке. Емкость этого конденсатора, возможно, следует несколько увеличить. Его величина будет определяться характером нагрузки, подключаемой к генератору: для активной нагрузки (электропечи, лампочки освещения, электропаяльники) требуется небольшая емкость, индуктивной (электродвигатели, телевизоры, холодильники) — больше.

Теперь несколько слов о первичном механическом двигателе, который будет приводить во вращение генератор. Как известно, любое преобразование энергии связано с её неизбежными потерями. Их величина определяется КПД устройства. Поэтому мощность механического двигателя должна превышать мощность асинхронного генератора на 50…100%. Например, при мощности асинхронного генератора 5 кВт, мощность механического двигателя должна быть 7,5…10 кВт. С помощью передаточного механизма добиваются согласования оборотов механического двигателя и генератора так, чтобы рабочий режим генератора устанавливался на средних оборотах механического двигателя. При необходимости, можно кратковременно увеличить мощность генератора, повышая обороты механического двигателя.

Каждая автономная электростанция должна содержать необходимый минимум навесного оборудования: вольтметр переменного тока (со шкалой до 500 В), частотомер (желательно) и три выключателя. Один выключатель подключает нагрузку к генератору, два других — коммутируют цепь возбуждения. Наличие выключателей в цепи возбуждения облегчает запуск механического двигателя, а также позволяет быстро снизить температуру обмоток генератора, после окончания работы – ротор невозбужденного генератора еще некоторое время вращают от механического двигателя. Эта процедура продлевает активный срок службы обмоток генератора.

Если с помощью генератора предполагается запитывать оборудование, которое в обычном режиме подключается к сети переменного тока (например, освещение жилого дома, бытовые электроприборы), то необходимо предусмотреть двухфазный рубильник, который в период работы генератора будет отключать данное оборудование от промышленной сети. Отключать надо оба провода: «фазу» и «ноль».

В заключение несколько общих советов.

1. Генератор переменного тока является устройством повышенной опасности. Применяйте напряжение 380 В только в случае крайней необходимости, во всех остальных случаях пользуйтесь напряжением 220 В.

2. По требованиям техники безопасности электрогенератор необходимо оборудовать заземлением.

3. Обратите внимание на тепловой режим генератора. Он «не любит» холостого хода. Снизить тепловую нагрузку можно более тщательным подбором емкости возбуждающих конденсаторов.

4. Не ошибитесь с мощностью электрического тока, вырабатываемого генератором. Если при работе трёхфазного генератора используется одна фаза, то её мощность будет составлять 1/3 общей мощности генератора, если две фазы — 2/3 общей мощности генератора.

5. Частоту переменного тока, вырабатываемого генератором, можно косвенно контролировать по выходному напряжению, которое в режиме «холостого хода» должно на 4…6 % превышать промышленное значение 220/380 В.

Проверка и запуск в работу

После того как генератор будет собран необходимо проверить его на работоспособность. Для этого в качестве нагрузки можно использовать обыкновенную лампочку накаливания.

Причем начальная скорость вращения генератора должна быть небольшой. И по мере ее увеличения яркость накала лампочки должна увеличиваться.

Источники

• https://zen.yandex.com/media/housediz/generator-iz-asinhronnogo-dvigatelia-svoimi-rukami-ot-a-do-ia-5b30fc5f2dbfc700a8c80687
• https://housetronic.ru/electro/generator-iz-asinxronnogo-dvigatelya.html
• https://electricvdele.ru/elektrooborudovanie/elektrodvigateli/generator-iz-asinhronnogo-dvigatelya-svoimi-rukami.html
• https://HouseDiz.ru/kak-sdelat-samodelnyj-generator-iz-asinxronnogo-dvigatelya/
• https://mtz-80.ru/bez-rubriki/generator-iz-asinhronnogo-dvigatelya-svoimi-rukami
• https://amperof.ru/elektropribory/samodelnyj-generator. html
• https://www.asutpp.ru/asinxronnyj-generator.html
• http://electro-shema.ru/energetika/asinxronnyj-elektrodvigatel-v-kachestve-generatora.html
• https://electrikexpert.ru/generator-iz-asinxronnogo-dvigatelya/

[свернуть]

Как сделать генератор из асинхронного двигателя

В настоящее время хорошо известен способ превращения электрической энергии во вращательное движение. Для этого человечество изобрело электродвигатели. Они имеют множество разновидностей, начиная от двигателей постоянного тока и заканчивая асинхронными двигателями переменного тока, но суть этого преобразования одна — электричество преобразуется во вращательное движение.

И без электричества человечество слабо представляет себе собственное существование. Поэтому в местах где нет электричества или существуют его серьезные перебои необходимость генераторов в сегодняшнем мире жизненно необходима.

Причем если существует бесплатный источник вращения, то ли вода или ветер, то такой генератор превращается в мини электростанцию. Так как стоимость электричества создаваемого бензиновым или дизельным генератором достаточно велика.

Краткое содержимое статьи:

Зачем нужны асинхронные генераторы?

Если рассмотреть фото асинхронных генераторов, то легко заметить что с первого взгляда практически невозможно отличить их от обыкновенных двигателей.

Суть в том, что это практически одни и те же электрические машины используемые в другом направлении и имеющие разные схемы подключения. Поэтому достаточно просто переделать одну такую машину в другую.

Эта статья поможет разобраться в том как это осуществить на практике. В современном мире множество генераторов и большинство из них асинхронные. Так как значительным преимуществом таких электрических машин является их простота, надежность и легкость в наладке системы.

Типы асинхронных генераторов

Если рассмотреть виды асинхронных генераторов, то их все можно разделить на две категории по виду электроэнергии которые они вырабатывают. Это однофазные и трех фазные.

По способу возбуждения генератора существуют модели с внешним источником возбуждения, для этого нужен дополнительный источник энергии и генераторы с самовозбуждением, которые могут работать совершенно автономно.

Именно такие генераторы можно применять для мини электростанций.

Устройство асинхронных генераторов

При рассмотрении устройства асинхронных генераторов, необходимо обратить особое внимание на основные элементы электрической машины без которых он не сможет существовать, а именно:

• Ротор генератора — это элемент вращения, на котором наводится электродвижущаяся сила. Именно вал ротора и является тем элементом, который приводится в движение. Обычно обладает короткозамкнутыми обмотками.
• Статор или статарная обмотка неподвижный элемент крепящийся к корпусу генератора и внутри которого находится ротор. Именно в этой обмотке индуцируется рабочее напряжение генератора.
• Корпус генератора.
• Подшипники, удерживающие ротор в рабочем положении.
• Элементы безопасности такие как, термореле, коротко замыкатель и щетки регулятора.

Как функционирует генератор

Принцип работы асинхронных генераторов изучался еще в средней школе. При вращении ротора на нем наводится ЭДС создающая вращающееся магнитное поле. Это вращающееся магнитное поле вырабатывает в катушке статора электромагнитную индукцию, которая и снимается с генератора.

Важнейшим недостатком таких генераторов является невозможность регулировки получаемого в результате генерации напряжения.

Поэтому чаще всего такое напряжение подается на полупроводниковый выпрямительный мост и превращается в постоянное. Удобное для дальнейшего применения.

Как сделать генератор своими руками

Инструкция как сделать асинхронный генератор достаточно проста. Для этого достаточно найти рабочий асинхронный электродвигатель.

Разобрав его необходимо убедиться в пригодности подшипников, находящихся на роторе и при необходимости их заменить. Далее на токарном станке уменьшается диаметр сердечника ротора на 2-3 мм.

Кроме этого делаются восемь углублений для неодимовых магнитов. Клеем магниты и герметизируем ротор. Проводами подключить статарную обмотку к нагрузке генератора.

Проверка и запуск в работу

После того как генератор будет собран необходимо проверить его на работоспособность. Для этого в качестве нагрузки можно использовать обыкновенную лампочку накаливания.

Причем начальная скорость вращения генератора должна быть небольшой. И по мере ее увеличения яркость накала лампочки должна увеличиваться.

Фото генераторов из асинхронного двигателя

• Солнечная батарея своими руками — пошаговая инструкция как изготовить и провести монтаж солнечной батареи в домашних условиях (фото и видео-инструкция)

• Как подобрать солнечную электростанцию: готовые решения, принцип работы, как выбрать и установить своими руками (фото + видео-инструкция)

• Солнечные коллекторы для отопления дома: преимущества, недостатки, мифы, правда и отзывы владельцев (130 фото + видео)

Вам понравилась статья? Поделитесь 😉

Принцип работы индукционного генератора, типы индукционных генераторов

Пожалуйста, поделитесь и распространите информацию:

Принцип работы индукционного генератора :

Давайте посмотрим, каков принцип работы индукционного генератора?

Для трехфазного асинхронного двигателя, если ротор соединен с первичным двигателем и если первичный двигатель способен приводить в движение ротор асинхронной машины со скоростью выше синхронной скорости, будет наблюдаться, что энергия возвращается к сети переменного тока. Затем машина будет работать как индукционный генератор.

Асинхронный генератор

Для асинхронных генераторов значение скольжения отрицательно, поскольку первичный двигатель вращает ротор со скоростью, превышающей синхронную скорость. Асинхронный генератор также называют асинхронным генератором. Так как скорость ротора отличается от синхронной скорости.

Работа асинхронного генератора:

Характеристика крутящий момент-скорость асинхронного двигателя показана на рисунке ниже. Машина будет работать как двигатель, когда скорость ротора ниже синхронной скорости, и как генератор, когда скорость выше синхронной скорости.

Рабочий диапазон машины в качестве генератора ограничен максимальным значением крутящего момента, соответствующим проскальзыванию OP , как показано на рисунке.

Кривая крутящий момент-скорость асинхронной машины

Существует практический верхний предел скорости, при которой асинхронный генератор может работать выше синхронной скорости. Скорость генератора должна быть ниже пускового момента . Если скорость превышает пусковой момент, активная мощность быстро снижается до низкого значения.

Защита, необходимая для асинхронного генератора:

1. Защита от превышения скорости, обычно с помощью регуляторов или концевых выключателей скорости, необходима для предотвращения достижения генератором критической точки и эффективного производства реальной мощности.
2.   Реле обратной мощности необходимы для предотвращения работы двигателя. Эти реле определяют направление потока мощности и отключают асинхронный генератор, когда он начинает работать как двигатель.
3. Конденсаторы с коэффициентом мощности и коэффициентом мощности должны быть отключены от генератора с помощью отдельного прерывателя, чтобы предотвратить перевозбуждение и возникновение неконтролируемых высоких напряжений.

Типы индукционных генераторов:

1. Генеральный генератор подключенного к сетке
2. Изолированный индукционный генератор
3. . 0005 Асинхронный генератор, подключенный к сети Рабочий

   Когда асинхронный генератор подключен к сети, система подает реактивную мощность для работы генератора.

   Асинхронный генератор, подключенный к сети

   Статор асинхронного двигателя подключается к сети, обеспечивающей возбуждение. Ротор представляет собой короткозамкнутую клетку, состоящую из алюминиевых или медных стержней. Если вал вынужден вращаться со скоростью выше синхронной, скольжение становится отрицательным и асинхронный генератор начинает отдавать энергию в питающую сеть.

   2.

   Изолированный асинхронный генератор с самовозбуждением Рабочий

   Конденсаторная батарея, соединенная треугольником, подключается к клеммам асинхронной машины, как показано на рисунке ниже.

   Индукционный генератор с самовозбуждением

   Эти конденсаторы, соединенные треугольником, обеспечивают ток возбуждения, необходимый для работы машины в качестве генератора . Эти конденсаторы обеспечивают необходимую реактивную мощность асинхронному генератору для создания напряжения. Эти конденсаторы также обеспечивают реактивную мощность нагрузки.

   Когда первичный двигатель вращает ротор, в статоре индуцируется небольшая ЭДС из-за остаточного магнетизма, присутствующего в роторе. Частота ЭДС индукции зависит от скорости вращения ротора. Таким образом, машина работает как асинхронный генератор с самовозбуждением.

   Первичным двигателем здесь может быть ветряная мельница.

   3.

   Работающий индукционный генератор с двойным питанием [DFIG ]

   DFIG — это генераторы с регулируемой скоростью, используемые в ветряных турбинах благодаря своим преимуществам.

   Работа асинхронного генератора с двойным питанием:

   Асинхронные генераторы с двойным питанием подают переменный ток в обмотки статора и ротора. Энергия ветра, захваченная турбиной, преобразуется генератором в электроэнергию и передается в сеть через обмотки статора и ротора.

   Основным преимуществом DFIG является то, что он позволяет поддерживать амплитуду и частоту их выходных напряжений на постоянном уровне, независимо от скорости вращения ротора ветряной турбины. Следовательно, DFIG может быть напрямую подключен к сети переменного тока и всегда оставаться синхронизированным.

   Детали асинхронного генератора с двойным питанием:

   1.

   Трехфазная индукционная машина с фазным ротором :

   Асинхронный генератор с двойным питанием представляет собой трехфазную асинхронную машину с фазным ротором. Обмотки ротора ветрогенераторов на базе DFIG подключаются с помощью двух встречно-параллельных преобразователей, а обмотки статора напрямую подключаются к сети через силовой трансформатор.

   Асинхронный генератор с двойным питанием Рабочий

   2.

   Встречно-параллельные преобразователи:[Преобразователь переменного/постоянного/переменного тока]:

   Два встречно-параллельных преобразователя, а именно RSC-Преобразователь на стороне ротора и GSC-Преобразователь на стороне сети. Эти преобразователи используются для управления напряжением на клеммах и коэффициентом мощности путем подачи реактивной мощности в систему.

   • Преобразователь со стороны ротора-RSC: [AC/DC]

   Контактные кольца генератора подключены к преобразователю со стороны ротора, который использует звено постоянного тока с преобразователем со стороны сети.

    При получении команд угла наклона и напряжения RSC используется для управления крутящим моментом/скоростью генератора, а также для управления коэффициентом мощности на клеммах статора. RSC управляет токами ротора. Управление токами ротора и их частотой регулирует скольжение и, следовательно, скорость машины.

   • Преобразователь со стороны сети-GSC: [DC/AC]

   При получении команды напряжения поддерживает постоянное напряжение в звене постоянного тока и регулирует реактивную мощность или напряжение на клеммах сети.

   3.

   Конденсатор звена постоянного тока:

   Конденсатор звена постоянного тока размещается между двумя преобразователями. Он действует как источник постоянного напряжения, чтобы поддерживать колебания напряжения в звене постоянного тока.

   Применение асинхронных генераторов:

   • Существующие асинхронные генераторы с питанием или сетью, используемые для гидравлических турбин с небольшим и переменным количеством воды, приводных подъемников для создания тормозного момента.
   • Асинхронные генераторы с самовозбуждением используются для выработки электроэнергии с использованием возобновляемых источников энергии, таких как генераторы ветряных мельниц, в изолированных местах. Асинхронные генераторы также используются в качестве автономных источников питания для нагрузок в труднодоступных местах.
   • Асинхронные генераторы двойного питания, используемые на ветряных электростанциях. Преимущество DFIG заключается в обеспечении надежной работы сети с улучшенным качеством электроэнергии.

   Различия между синхронными и индукционными генераторами:

   • Асинхронный генератор не нуждается в возбуждении постоянным током.
   • Подключен к сети Асинхронный генератор будет работать только тогда, когда он подключен к трехфазной сети.
   • Для асинхронных генераторов с самовозбуждением, которые не подключены к сети, для работы требуется источник реактивной мощности, для этого для подачи реактивной мощности используются параллельные конденсаторы.
   • Для асинхронного генератора синхронизация не требуется, поскольку машина будет генерировать только тогда, когда скольжение станет отрицательным.
   • Роторы асинхронных генераторов имеют более низкое сопротивление, чтобы уменьшить потери и проскальзывание.
   • Выходное напряжение и частота не зависят от изменения скорости, поэтому регулятор напряжения не требуется. Напряжение и частота контролируются системой питания.
   • По сравнению с синхронным двигателем конструкция проста. Требуется меньше вспомогательного оборудования. Никаких щеток, диодов и коллекторных колец не использовалось.
   • Стоимость обслуживания меньше.
   • Небольшой размер на киловаттную выходную мощность из-за высокой плотности энергии.
   • В отличие от синхронного генератора, большие колебания мощности не выводят генератор из синхронизации с подключенной сетью.

   Когда асинхронный двигатель работает как асинхронный генератор

   Вы когда-нибудь задумывались, когда асинхронный двигатель работает как асинхронный генератор? Эти двигатели похожи на генератор? Если да, то эта статья для вас. Вы узнаете, как асинхронный двигатель работает как генератор, и в чем разница между ними. Конечной целью каждого инженера является создание наилучших устройств для своей отрасли. Если вы не знаете, что такое индукционный ген, читайте дальше.

   Когда асинхронный двигатель работает как асинхронный генератор

   Когда асинхронный двигатель работает как асинхронный генератор, его реактивная мощность не включается в выходную мощность . Другими словами, выходная мощность представляет собой механическую мощность за вычетом потерь генератора. Вторичные катушки в статоре и роторе действуют как средство достижения цели. В случае с трехфазным автоматом они встречаются чаще. Ниже приведены некоторые ключевые моменты, которые необходимо знать, когда асинхронный двигатель работает как индуктивный генератор.

   Распространенная ошибка, которую допускают многие инженеры при расчете производительности асинхронного генератора, заключается в недооценке напряжения на сердечнике асинхронного двигателя. Это связано с тем, что асинхронные двигатели могут перегреваться при очень низкой выходной нагрузке. Поэтому важно внести необходимые коррективы в плотности намагничивания. На следующей диаграмме показана зависимость между напряжением на клеммах асинхронного двигателя и напряжением воздушного зазора в асинхронном генераторе.

   Когда асинхронный двигатель работает как асинхронный генератор?

   Асинхронные двигатели работают как асинхронные генераторы, поскольку они могут использоваться для преобразования механической энергии в электрическую. Они могут работать на высокой скорости только в том случае, если к ротору приложен противодействующий крутящий момент. Противодействующий крутящий момент предотвращает превышение скорости вращения ротора и вынужденное движение в противоположном направлении. По мере увеличения скорости противодействующий момент увеличивается и в конечном итоге достигает максимума. Это называется пробивным крутящим моментом, и асинхронный генератор лучше всего работает в диапазоне между нулевой нагрузкой и максимальным крутящим моментом.

   Когда асинхронный двигатель работает как индуктивный генератор, он работает по закону Фарадея. Простым примером асинхронного генератора является лестница. Ступени лестницы закорочены и удерживаются на месте двумя стержнями. Это создает магнитный поток, который индуцирует напряжение. Это напряжение передается на нагрузку, например аккумуляторную батарею, прикрепленную к лестнице.

   Как работает асинхронный двигатель в качестве генератора?

   Как работает асинхронный двигатель в качестве генератора? Его основная функция заключается в преобразовании механической энергии в электрическую. Чтобы достичь этого, ротору нужен внешний крутящий момент или сила, чтобы вращаться быстрее, чем синхронная скорость. Однако эту силу нельзя увеличивать до бесконечности, потому что ротор может превысить скорость и вызвать движение в противоположном направлении. При увеличении скорости противодействующий момент возрастает и достигает своего максимального значения. Этот крутящий момент называется пробивным крутящим моментом. Наилучшие условия работы достигаются в диапазоне между синхронной скоростью и максимальным крутящим моментом.

   Ротор и статор намагничены, что делает асинхронный двигатель генератором. Магниты внутри двигателя слегка смещаются, создавая крутящий момент. Заставляя эти магниты находиться в противоположном положении, напряжение увеличивается. Синхронное устройство, как и искровая катушка, удерживается на месте магнитным сопротивлением. Когда эта сила увеличивается, она заставляет напряжение течь через устройство.

   Является ли асинхронный двигатель генератором?

   Асинхронные двигатели — это то же самое, что и генераторы? Оба они могут производить электроэнергию и иметь одинаковую мощность. Асинхронные двигатели, с другой стороны, могут страдать от внутреннего магнитного насыщения, когда напряжение воздушного зазора больше, чем внутреннее напряжение двигателя. Машины измеряют свою магнитную плотность, измеряя напряжение на воздушном зазоре эквивалентной цепи. Напряжение воздушного зазора генератора обычно составляет от 85 до 9 В.5 процентов от напряжения на его клеммах, в то время как у асинхронного двигателя оно превышает 100 процентов. Тем не менее, высокое напряжение воздушного зазора в асинхронных двигателях может привести к высоким потерям в сердечнике, что, в свою очередь, приводит к высоким токам намагничивания.

   Оба типа машин используют принцип электромагнитной индукции. Как правило, индукционный генератор питается от источника электроэнергии, которым является батарея. Электрический ток, генерируемый батареей или другим электрическим устройством, затем используется двигателем для его привода. Оба устройства работают одинаково: двигатель приводит в движение вращающийся вал, а генератор вращает ротор. Двигатель производит электрическую энергию, превращая механическую энергию в электрическую.

   Асинхронный двигатель и асинхронный генератор одинаковы?

   Основное различие между асинхронным двигателем и асинхронным генератором заключается в скорости. Асинхронный двигатель работает на синхронной скорости, а асинхронный генератор работает на более высокой скорости. В обоих случаях требуется внешний крутящий момент, чтобы ротор вращался быстрее синхронной скорости. Вращающееся магнитное поле противодействует этому движению, что предотвращает превышение скорости вращения ротора или индуцированное движение в противоположном направлении. Противодействующий момент достигает своего максимального значения при увеличении скорости. Его разрушающий момент достигается, когда условия эксплуатации становятся нестабильными. Вот почему асинхронные генераторы лучше всего работают в стабильной области между холостым ходом и максимальным крутящим моментом.

   Принцип работы асинхронного генератора аналогичен асинхронному двигателю. Ротор асинхронного генератора помещен во вращающееся магнитное поле и вращается с большей скоростью, чем его синхронная скорость. Это заставляет ротор тянуть магнитное поле вперед и генерировать электричество, которое затем отправляется на выходные катушки. Индукционные генераторы более сложны, чем обычные генераторы, но удивительно прочны. Они могут работать с разной скоростью, поэтому их можно использовать в ветряных мельницах и мини-ГЭС. В отличие от асинхронных двигателей, они не запускают обесточенные распределительные сети.

   Асинхронный генератор самовозбуждается?

   Асинхронные генераторы работают как генераторы и двигатели. Они и эффективны, и экономичны. Асинхронный генератор может быть как переменного, так и постоянного тока. Когда он работает ниже своей синхронной скорости, он действует как двигатель. Для работы в качестве генератора ему нужна батарея конденсаторов последовательно с обмоткой статора. Эти конденсаторы обеспечивают реактивную мощность асинхронного генератора. Помимо преимуществ асинхронного генератора, он прочный. Он более экономичен, чем синхронные генераторы, поскольку не требует отдельного источника постоянного тока.

   Для работы асинхронного генератора с самовозбуждением требуется батарея конденсаторов с минимальным предварительно заряженным напряжением и частотой. Однако, несмотря на эти характеристики, SEIG с самовозбуждением проявляет поведение самовозбуждения. В результате конечное напряжение и частота самовозбуждающегося СИГ не фиксированы, а поток в воздушном зазоре имеет тенденцию работать в более широком диапазоне плотности магнитного потока в области насыщения. Его реактивное сопротивление намагничивания зависит от скорости работы, нагрузки и конденсаторной батареи.

   В чем разница между асинхронным генератором?

   Асинхронный генератор представляет собой тип электродвигателя, который работает на более высоких скоростях, чем синхронные двигатели. Поскольку он приводится в действие внешним крутящим моментом, асинхронный генератор может вращаться только быстрее, чем его синхронная скорость. Он также имеет отрицательный крутящий момент, известный как скольжение. Кроме того, для его привода требуется первичный двигатель. Асинхронные генераторы получают механическую энергию от ротора, выдавая ее в виде электрической энергии. Оба этих типа машин работают за счет выработки механической энергии.

   Для запуска асинхронного генератора требуется внешний источник тока. Поле ротора отстает от поля статора. Реактивная мощность является основной статьей расходов на асинхронный генератор. Но при правильной конструкции асинхронный генератор может работать автономно и эффективно. Это особенно полезно в приложениях, где скорость вращения ротора сильно колеблется. Асинхронные генераторы также более надежны, чем синхронные машины.

   Как превратить двигатель в генератор?

   Одним из способов преобразования асинхронного двигателя в автономный асинхронный генератор является использование катушки возбуждения. Магнитного поля, создаваемого ротором двигателя, обычно достаточно для запуска генератора. Чтобы использовать генератор как самостоятельное устройство, вам понадобится конденсатор номиналом, соответствующим частоте вращения вала двигателя. Перед подключением к генератору конденсатор следует зарядить от источника постоянного тока.

   В отличие от автономного асинхронного генератора, асинхронный двигатель также может работать как генератор при подключении к сети. Ключевым моментом является использование батареи конденсаторов определенного размера. Крутящий момент ротора, создаваемый ротором, больше, чем синхронная скорость. Этот ток отсекает магнитное поле в статоре и создает вращающееся магнитное поле в роторе. Затем этот ток вытесняет ток из обмотки статора в направлении, противоположном приложенному напряжению.

   Асинхронный двигатель — отличный генератор. Ветряные турбины являются распространенным примером асинхронных генераторов. Скорость ротора изменяется от 0 до нс. Чем ниже скольжение, тем меньше энергии ротор будет потреблять от источника питания. В конечном итоге двигатель будет работать на синхронной скорости, когда внешний привод приложит к нему крутящий момент. Этот процесс приведет к нулевому чистому крутящему моменту и нулевому проскальзыванию.

   Как работает генератор?

   Генераторы используют электромагнитную индукцию для производства энергии. Они состоят из катушки с медным проводником, которая вращается между подковообразным магнитом и источником механической энергии. Этот механический источник энергии, обычно двигатель, вращается для производства энергии. Двигатель генератора использует либо топливо (например, бензин или дизельное топливо), либо природную энергию для выработки электроэнергии. Вращение катушки с медным проводником возбуждает электроны внутри якоря, что индуцирует электрический ток.

   Генератор переменного тока, являющийся частью генератора переменного тока, преобразует механическую энергию в электрическую. Переменный ток — это стабильная форма электричества, которая может питать чувствительные приборы, такие как компьютеры и хирургическое оборудование. Генераторы имеют разные двигатели и разную конструкцию. Некоторые из них имеют жидкостное охлаждение, а другие — твердотельное. При сравнении стандартного генератора переменного тока с современным генератором ищите генератор с системой жидкостного охлаждения.

   Электроэнергия, вырабатываемая генератором, обычно вырабатывается переменным током. Примером этого является генератор с проволочной петлей, который вырабатывает переменный ток. Генератор без постоянных магнитов представляет собой вращающийся электромагнит, работающий от электричества. В отличие от вращающегося электромагнита, вращающийся электромагнит на валу индуцирует небольшой электрический ток в каждой секции статора. Этот электрический ток объединяется с током, который проходит по линиям электропередач.

   Генератор используется для производства электроэнергии в чрезвычайных ситуациях. Он использует механическую энергию для перемещения электрических зарядов по внешней электрической цепи. Поток этих зарядов представляет собой выходной электрический ток. Генератор может производить до 225 кВт мощности. Один генератор использует двигатель мощностью 225 кВт для производства электроэнергии. Генератор электроэнергии — идеальное решение для отдаленных районов и мест, где нет электросети. Современная энергосистема далека от совершенства и не вполне надежна. Тысячи домов и офисов используют генераторы по требованию для удовлетворения своих потребностей в электричестве.

   Можно ли использовать индукционную машину в качестве генератора?

   При использовании в качестве генератора индукционные машины могут вырабатывать электричество. Основное различие между ними заключается во внешнем первичном двигателе. Внешний первичный двигатель увеличивает скорость в том же направлении, что и обмотки статора. Из-за этого рабочие характеристики генератора отличаются от характеристик двигателя. Например, частота вращения генератора скольжения и коэффициент мощности ниже, чем у двигателя. Кроме того, КПД генератора выше, чем у двигателя, и эти различия могут быть незаметны с помощью обычных методов полевых измерений.

   Для работы асинхронного генератора требуется источник тока возбуждения, который можно получить от электрической сети или от генератора. Генератор может подавать ток возбуждения после того, как он произвел мощность. Ток возбуждения является осложняющим фактором в генераторном режиме асинхронной машины, но его можно преодолеть за счет остаточного магнетизма. Этот остаточный магнетизм может заряжать конденсаторы в генераторе во время работы.

   Асинхронный генератор работает с использованием трехфазного асинхронного двигателя и подходящего первичного двигателя. Затем генератор подает электрическую энергию в сеть переменного тока в том же направлении, в результате чего получается генератор переменного тока (AC). Асинхронный генератор также известен как асинхронный генератор. Важно отметить, что рабочее состояние асинхронного генератора зависит от скорости его первичного двигателя.

   Разница между асинхронным двигателем и асинхронным генератором

   Здравствуйте, читатели приветствуют вас в новом посте. Здесь мы обсудим Разница между асинхронным двигателем и асинхронным генератором. Двигатель — это устройство, которое используется для преобразования электрической энергии в механическую. В то время как генераторы — это устройства, которые используются для преобразования механической энергии в электрическую. Оба этих устройства работают по принципу электромагнитной индукции Фарадея.

   Различные типы двигателей используются в промышленности и дома в зависимости от их конструкции, назначения и характеристик. Некоторые из них являются двигателями постоянного тока, а некоторые — двигателями и генераторами переменного тока и выполняют разные функции. В этом посте мы подробно обсудим разницу между асинхронным двигателем и асинхронным генератором. Итак, давайте начнем Разница между асинхронным двигателем и асинхронным генератором

   Что такое асинхронный двигатель

   • Двигатель переменного тока, который использовал явления электромагнитной индукции для создания тока и потока в роторе для создания крутящего момента, известен как асинхронный двигатель. мотор. Он также признан асинхронный двигатель .
   • Из-за использования явлений электромагнитной индукции (это явление зависит от закона Фарадея) нет электрического соединения между схемой ротора и статора двигателя по сравнению с трансформатором.
   • Существует 2 основных вида асинхронных двигателей, соответствующих структуре ротора двигателя, первый из которых представляет собой двигатель с короткозамкнутым ротором, так как конструкция его ротора аналогична беличьему и 2 ^{-й двигатель с фазным ротором} .
   • В промышленности, домашнем хозяйстве или для целей энергетической группы 3-фазный асинхронный двигатель с беличьей обмоткой обычно выбраковывается из-за его согласованности, меньшей цены и самостоятельных характеристик.
   • Асинхронный двигатель имеет одну фазу, отрезанную для легкой нагрузки, поэтому он обычно используется в домах, как двигатели вентиляторов.

   Что такое синхронная скорость

   • Это скорость вращающегося магнитного поля в статорной части асинхронного двигателя.
   • Синхронная скорость зависит от числа полюсов двигателя и частоты входных напряжений
   • Формула синхронной скорости:

   Ns =120fe/P

   • В этом уравнении N _с  означает синхронную скорость f _e  – частота, а P – число полюсов асинхронного двигателя.
   • Скорость ротора асинхронного двигателя постоянно меньше синхронной скорости, поэтому двигатель постоянно работает со скоростью ниже синхронной.
   • Вращающееся поле в статической части двигателя вызовет изменение потока в роторе, что заставит его двигаться со скоростью, меньшей синхронной скорости.

   Какие части асинхронного двигателя

   • Есть две основные части асинхронных двигателей, первая из которых — это статор, который является неподвижной частью асинхронного двигателя, и на эти части подается напряжение питания.
   • Второй ключевой частью асинхронного двигателя является ротор, это вращающаяся часть асинхронного двигателя.
   • Теперь мы подробно обсудим эти две основные части и некоторые части асинхронного двигателя.

   Что такое асинхронный генератор

   • Генератор переменного тока, работа которого аналогична асинхронным двигателям, называется асинхронным генератором .
   • Этот генератор работает в моторизованном режиме, так как скорость вращения генератора выше синхронной скорости.
   • Обычный асинхронный двигатель часто используется в качестве генератора без особых изменений в его схеме
   • Асинхронный генератор часто используется на электростанциях Hydel, в производстве ветровой энергии, и они могут преобразовывать воздух с более высоким давлением в более низкое давление, поскольку они способны восстанавливать мощность самым холодным способом.
   • Асинхронный генератор имеет множество ограничений. Поскольку он не имеет внешней схемы возбуждения и не может производить реактивную энергию (Q).
   • Поскольку этот генератор использует реактивную энергию, должен быть внешний источник реактивной мощности, который должен быть связан с ним, чтобы обеспечить поле на статоре.
   • Этот отдельный источник также управляет выходным напряжением генератора, этот генератор не имеет возможности регулировать напряжение на своих клеммах.

   Вот и все о разнице между асинхронным двигателем и асинхронным генератором. Я объяснил подробный обзор этих двух, если у вас есть дополнительные вопросы, задайте их в комментариях. Спасибо за внимание, хорошего дня

    

   Новое поступление алюминиевых плит всего за 2 доллара

   Купоны на 54 доллара также могут применяться к заказам на 3D-печать. Специальное предложение для 3D-печати начинается с 1 доллара США.

   Автор: Генри

   http://www.theengineeringknowledge.com Известный инженерный университет также имеет опыт работы инженером в различных известных отраслях.