ژنراتور خانگی از یک موتور الکتریکی. نحوه تولید ژنراتور الکتریکی مناسب از موتور الکتریکی. ژنراتور کجا استفاده می شود

(AG) رایج ترین ماشین الکتریکی AC است که در درجه اول به عنوان موتور استفاده می شود.
فقط ولتاژ پایین AG (ولتاژ تغذیه تا 500 ولت) با توان 0.12 تا 400 کیلووات بیش از 40٪ کل برق تولید شده در جهان را مصرف می کند و تولید سالانه آنها صدها میلیون نفر است که متنوع ترین نیازهای تولیدات صنعتی و کشاورزی ، کشتی ، هواپیمایی و حمل و نقل را پوشش می دهد. سیستم ها ، سیستم های اتوماسیون ، تجهیزات نظامی و ویژه.

این موتورها از نظر طراحی نسبتاً ساده ، از نظر عملکرد بسیار قابل اعتماد هستند ، دارای عملکرد انرژی نسبتاً بالا و هزینه کم هستند. به همین دلیل دامنه استفاده از موتورهای ناهمزمان به طور مداوم هم در زمینه های جدید فناوری و هم به جای ماشین های الکتریکی پیچیده تر با طرح های مختلف در حال گسترش است.

به عنوان مثال ، در سال های اخیر علاقه قابل توجهی به وجود داشته است استفاده از موتورهای القایی در حالت ژنراتور برای تأمین برق هم به مصرف کنندگان فعلی سه فاز و هم به مصرف کنندگان جریان مستقیم از طریق یکسو کننده ها. تاكوژنراتورهای ناهمزمان با روتور قفس سنجابی به طور گسترده ای در سیستم های كنترل خودكار ، درایو سروو و دستگاه های محاسباتی برای تبدیل سرعت زاویه ای به سیگنال الكتریكی مورد استفاده قرار می گیرند.

با استفاده از حالت مولد ناهمزمان

تحت شرایط خاص عملکرد منابع قدرت مستقل ، استفاده کنید حالت ژنراتور ناهمزمان به نظر می رسد که یک راه حل ترجیحی یا حتی ممکن باشد ، به عنوان مثال ، در نیروگاه های قدرتمند سیار با یک موتور توربین گاز بدون دنده با سرعت چرخش n \u003d (9 ... 15) 10 3 دور در دقیقه. این کار یک AG با یک روتور فرو مغناطیسی عظیم با قدرت 1500 کیلووات در n \u003d 12000 دور در دقیقه را توصیف می کند ، که برای یک مجتمع جوشکاری مستقل "Sever" در نظر گرفته شده است. در این حالت ، یک روتور عظیم با شکاف طولی مقطع مستطیل فاقد سیم پیچ است و از جعل فولادی یک تکه ساخته شده است که امکان اتصال مستقیم روتور موتور در حالت ژنراتور با درایو توربین گاز با سرعت محیطی در سطح روتور تا 400 متر بر ثانیه را فراهم می کند. برای روتور با هسته چند لایه و اتصال کوتاه. با سیم پیچ قفس سنجاب ، سرعت مجاز محیطی بیش از 200 - 220 متر در ثانیه نیست.

مثال دیگر استفاده موثر از موتور القایی در حالت ژنراتور ، استفاده طولانی مدت آنها در نیروگاههای مینی برق آبی با حالت بار پایدار است.

آنها با سادگی عملکرد و نگهداری از یکدیگر متمایز می شوند ، به راحتی به عملکرد موازی متصل می شوند و شکل منحنی ولتاژ خروجی هنگام کار با همان بار به سینوسی نزدیک تر از SG است. علاوه بر این ، جرم AG با توان 5-100 کیلووات تقریبا 1.3 - 1.5 برابر کمتر از جرم SG با همان قدرت است و آنها حجم کمتری از مواد سیم پیچ را حمل می کنند. در عین حال ، از نظر سازنده ، آنها تفاوتی با AM ندارند و تولید سریالی آنها در کارخانه های ماشین سازی الکتریکی که ماشین های ناهمزمان تولید می کنند ، امکان پذیر است.

معایب حالت ناهمزمان ژنراتور ، موتور ناهمزمان (AM)

یکی از معایب AM این است که آنها مصرف کننده توان راکتیوی قابل توجه (50٪ یا بیشتر از کل توان) مورد نیاز برای ایجاد یک میدان مغناطیسی در دستگاه هستند ، که باید از عملکرد موازی موتور القایی در حالت ژنراتور با شبکه یا از دیگری باشد. منبع توان راکتیو (بانک خازن (BC) یا جبران کننده همزمان (SC)) در حین کارکرد خودمختار AG. در حالت دوم ، اتصال بانک خازن به مدار استاتور به موازات بار بسیار مثر است ، اگرچه در اصل می توان آن را به مدار روتور متصل کرد. برای بهبود خصوصیات عملیاتی حالت ناهمزمان ژنراتور ، خازن ها می توانند به صورت سری یا موازی با بار موجود در مدار استاتور متصل شوند.

در همه موارد عملکرد مستقل یک موتور ناهمزمان در حالت ژنراتور منابع توان راکتیو (BK یا SK) باید قدرت راکتیو AG و بار را فراهم کند ، که به طور معمول ، یک جز component واکنش پذیر (القایی) دارد (cosφ n< 1, соsφ н > 0).

جرم و ابعاد یک بانک خازن یا یک جبران کننده همزمان می تواند از جرم یک ژنراتور ناهمزمان فراتر رود ، و فقط در cosφ n \u003d 1 (بار کاملاً فعال) ، ابعاد SC و جرم BC با اندازه و جرم AG قابل مقایسه است.

مشکل دیگر ، مشکل تثبیت ولتاژ و فرکانس یک AG با عملکرد مستقل است که دارای یک ویژگی بیرونی "نرم" است.

استفاده كردن حالت ژنراتور ناهمزمان به عنوان بخشی از یک خودمختار ، این مشکل با بی ثباتی سرعت روتور پیچیده تر می شود. روشهای تنظیم ولتاژ ممکن و در حال حاضر مورد استفاده در حالت ناهمزمان ژنراتور.

هنگام طراحی AG برای محاسبات بهینه سازی ، باید حداکثر بازده را در طیف گسترده ای از تغییرات سرعت و بار و همچنین با حداقل هزینه ، با در نظر گرفتن کل طرح کنترل و تنظیم انجام داد. طراحی ژنراتورها باید شرایط آب و هوایی عملکرد توربین بادی را در نظر بگیرد ، نیروهای مکانیکی را به طور مداوم بر روی عناصر سازه ای اعمال می کند ، و به ویژه - اثرات الکترودینامیکی و حرارتی قدرتمند در طی فرآیندهای گذرا که در هنگام شروع ، قطع جریان برق ، از همزمانی ، اتصال کوتاه و سایر موارد و همچنین در صورت برخورد شدید اتفاق می افتد باد

دستگاه ناهمزمان ، مولد ناهمزمان

دستگاه یک ماشین ناهمزمان با روتور قفس سنجابی بر روی نمونه موتور سری AM نشان داده شده است (شکل 5.1).

قسمتهای اصلی AM استاتور ثابت 10 و روتور در حال چرخش در داخل آن است که توسط شکاف هوا از استاتور جدا می شود. برای کاهش جریان های گردابی ، هسته های روتور و استاتور از ورق های جداگانه مهر شده از فولاد الکتریکی با ضخامت 0.35 یا 0.5 میلی متر جمع می شوند. ورق ها اکسید می شوند (تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند) ، که مقاومت سطح آنها را افزایش می دهد.
هسته استاتور در قاب 12 تعبیه شده است که قسمت خارجی دستگاه است. در سطح داخلی هسته شیارهایی وجود دارد که در آن سیم پیچ 14 قرار داده شده است. سیم پیچ استاتور اغلب از یک سیم مسی عایق بندی شده به صورت یک لایه دوفلسه دو لایه از سیم پیچ های جداگانه ساخته می شود. ابتدا و انتهای مراحل سیم پیچ به پایانه های جعبه ترمینال منتقل می شود و به شرح زیر تعیین می شود:

آغاز - CC2 ، C 3 ؛

به پایان می رسد - C 4 ، C5 ، شنبه.

سیم پیچ استاتور را می توان با یک ستاره (Y) یا یک دلتا (D) متصل کرد. این امکان را می دهد تا از یک موتور یکسان و در دو ولتاژ متفاوت که در نسبت هستند ، برای مثال ، 127/220 V یا 220/380 ولت استفاده کنید. در این اتصال Y مربوط به درج IM در ولتاژ بالاتر است.

هسته روتور مونتاژ شده با جا انداختن بر روی شافت 15 فشرده می شود و با چرخاندن کلید از چرخش محافظت می شود. در سطح خارجی ، هسته روتور دارای شیارهایی برای قرار دادن سیم پیچ 13 است. سیم پیچ روتور در متداول ترین AM یک سری میله های مسی یا آلومینیومی است که در شیارها قرار دارد و در انتها با حلقه بسته می شود. در موتورهایی با توان حداکثر 100 کیلووات و بیشتر ، سیم پیچ روتور با پر کردن شکافها با آلومینیوم مذاب تحت فشار انجام می شود. همزمان با سیم پیچ ، حلقه های انتهایی همراه پروانه های تهویه 9 ریخته می شوند. از نظر شکل ، چنین سیم پیچ شبیه "قفس سنجاب" است.

موتور فاز-روتور. ژنراتور حالت ناهمزمانآ.

برای موتورهای ناهمزمان خاص ، سیم پیچ روتور را می توان مانند سیم پیچ استاتور انجام داد. یک روتور با چنین سیم پیچ ، علاوه بر قطعات مشخص شده ، دارای سه حلقه لغزش است که روی شافت ثابت شده است ، که برای اتصال سیم پیچ به مدار خارجی طراحی شده است. AD در این حالت موتور با روتور زخم یا حلقه های لغزش نامیده می شود.

شافت روتور 15 تمام عناصر روتور را متحد می کند و در خدمت اتصال موتور القایی به محرک است.

فاصله هوا بین روتور و استاتور برای ماشین های کم مصرف از 0.4 - 0.6 میلی متر و برای ماشین های با قدرت بالا تا 1.5 میلی متر است. سپرهای انتهایی 4 و 16 موتور از یاتاقانهای روتور پشتیبانی می کنند. موتور ناهمزمان بر اساس اصل خود دمیدن توسط یک فن 5 خنک می شود. یاطاقان های 2 و 3 از خارج توسط پوشش های 1 با مهر و موم های هزارتوی بسته می شوند. یک جعبه 21 با پایانه های 20 سیم پیچ استاتور بر روی محفظه استاتور نصب شده است. یک صفحه 17 روی بدن ثابت شده است ، که اطلاعات اصلی فشار خون روی آن نشان داده شده است. در شکل 5.1 همچنین مشخص شده است: 6 - صندلی محافظ ؛ 7 - پوشش؛ 8 - مورد ؛ 18 - پنجه 19 - مجرای تهویه.

اگر روتور ماشین ناهمزمان متصل به شبکه با ولتاژ U1 با استفاده از محرک اصلی در جهت میدان چرخش استاتور بچرخد ، اما با سرعت n2\u003e

چرا از مولد برق ناهمزمان استفاده می کنیم؟

ژنراتور ناهمزمان یک ماشین الکتریکی ناهمزمان (موتور الکتریکی) است که در حالت ژنراتور کار می کند. با کمک یک موتور محرک (در مورد ما ، یک موتور آب) ، روتور یک مولد الکتریکی ناهمزمان در همان جهت میدان مغناطیسی می چرخد. در این حالت لغزش روتور منفی می شود ، گشتاور ترمز در شافت دستگاه ناهمزمان ظاهر می شود و ژنراتور انرژی را به شبکه منتقل می کند.

برای تحریک نیروی الکتریکی در مدار خروجی آن ، از مغناطش باقیمانده روتور استفاده می شود. برای این کار از خازن استفاده می شود.

ژنراتورهای ناهمزمان در برابر اتصال کوتاه حساس نیستند.

یک ژنراتور ناهمزمان ساده تر از یک ژنراتور سنکرون است (به عنوان مثال یک ژنراتور اتومبیل): اگر دومی دارای سلف هایی روی روتور باشد ، پس روتور یک ژنراتور ناهمزمان مشابه چرخ دنده معمولی است. چنین ژنراتوری در برابر آلودگی و رطوبت بهتر محافظت می شود ، در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار مقاومت بیشتری دارد و ولتاژ خروجی ژنراتور الکتریکی ناهمزمان درجه تحریف غیرخطی کمتری دارد. این اجازه می دهد تا از ژنراتورهای ناهمزمان نه تنها برای تأمین انرژی دستگاه های صنعتی که برای شکل ولتاژ ورودی حیاتی نیستند ، بلکه برای اتصال تجهیزات الکترونیکی نیز استفاده شود.

این یک مولد الکتریکی ناهمزمان است که یک منبع جریان ایده آل برای دستگاه هایی با بار فعال (اهمی) است: بخاری های برقی ، مبدل های جوشکاری ، لامپ های رشته ای ، دستگاه های الکترونیکی ، مهندسی رایانه و رادیو.

مزایای یک مولد ناهمزمان

این مزایا شامل یک عامل شفاف کم (اعوجاج هارمونیک) است که مشخصه وجود کمی هارمونیک های بالاتر در ولتاژ خروجی ژنراتور است. هارمونیک های بالاتر باعث چرخش ناهموار و گرم شدن غیرضروری موتورهای الکتریکی می شوند. در ژنراتورهای سنکرون ، یک فاکتور واضح تا 15٪ قابل مشاهده است و فاکتور روشن یک مولد الکتریکی ناهمزمان از 2٪ بیشتر نیست. بنابراین ، یک مولد الکتریکی ناهمزمان عملاً فقط انرژی مفید تولید می کند.

مزیت دیگر ژنراتور الکتریکی ناهمزمان این است که کاملاً فاقد سیم پیچ های چرخان و قطعات الکترونیکی است که به تأثیرات خارجی حساس هستند و اغلب مستعد آسیب هستند. بنابراین ، ژنراتور ناهمزمان دچار فرسودگی نمی شود و می تواند برای مدت زمان طولانی کار کند.

خروجی ژنراتورهای ما 220 / 380V AC است که می تواند به طور مستقیم در لوازم خانگی (به عنوان مثال بخاری) ، برای شارژ باتری ، اتصال به کارخانه اره ، و همچنین کار به صورت موازی با یک شبکه سنتی استفاده شود. در این حالت ، شما تفاوت بین مصرف شده از شبکه و تولید شده توسط توربین بادی را پرداخت خواهید کرد. زیرا ولتاژ مستقیماً به پارامترهای صنعتی می رود ، بنابراین وقتی ژنراتور باد مستقیماً به بار شما متصل است نیازی به مبدل های مختلف (اینورتر) ندارید. به عنوان مثال ، می توانید مستقیماً به کارخانه چوب بری متصل شوید و در حضور باد کار کنید ، مثل اینکه به سادگی به شبکه 380 ولت وصل شده باشید.

اگر روتور ماشین ناهمزمان متصل به شبکه با ولتاژ U1 با استفاده از یک محرک اصلی در جهت چرخش استاتور چرخانده شود ، اما با سرعت n2\u003e n1 ، حرکت روتور نسبت به میدان استاتور تغییر می کند (در مقایسه با حالت موتور این دستگاه) ، زیرا روتور تغییر خواهد کرد از میدان استاتور پیشی بگیرید.

در این حالت ، لغزش منفی شده و جهت EMF تغییر می کند. E1 ، القایی در سیم پیچ استاتور ، و در نتیجه ، جهت جریان I1 به عکس تغییر می کند. در نتیجه ، گشتاور الکترومغناطیسی روتور نیز تغییر جهت داده و از چرخش (در حالت موتور) به حالت مخالف (در رابطه با گشتاور حرکت دهنده اصلی) در می آید. در این شرایط ، ماشین ناهمزمان از موتور به حالت ژنراتور تبدیل می شود و انرژی مکانیکی حرکت دهنده اصلی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. در حالت ژنراتور یک ماشین ناهمزمان ، لغزش می تواند در محدوده متفاوت باشد

در این حالت ، فرکانس EMF ژنراتور ناهمزمان بدون تغییر باقی می ماند ، زیرا با سرعت چرخش میدان استاتور تعیین می شود ، یعنی همان فرکانس جریان در شبکه ای است که ژنراتور ناهمزمان به آن متصل است.

با توجه به این واقعیت که در حالت ژنراتور یک ماشین ناهمزمان ، شرایط ایجاد یک میدان چرخشی استاتور همانند حالت موتور است (در هر دو حالت ، سیم پیچ استاتور با ولتاژ U1 به \u200b\u200bشبکه متصل می شود) و جریان مغناطیسی I0 را از شبکه مصرف می کند ، سپس ناهمزمان یک ماشین در حالت ژنراتور دارای ویژگی های خاصی است: این انرژی انرژی راکتیو را از شبکه مصرف می کند ، که برای ایجاد یک میدان چرخشی از استاتور ضروری است ، اما انرژی فعال را به شبکه می دهد ، که در نتیجه تبدیل انرژی مکانیکی موتور اصلی به دست می آید.

بر خلاف ژنراتورهای همزمان ، ژنراتورهای ناهمزمان خطرات خارج از همگام سازی ندارند. با این حال ، ژنراتورهای ناهمزمان گسترده نشده اند ، که با تعدادی از معایب آنها در مقایسه با ژنراتورهای همزمان توجیه می شود.

یک ژنراتور ناهمزمان می تواند در شرایط خودمختار کار کند ، یعنی بدون اینکه در شبکه عمومی گنجانده شود. اما در این حالت ، برای به دست آوردن توان راکتیو مورد نیاز برای مغناطیسی ژنراتور ، از یک بانک خازن استفاده می شود که به طور موازی با بار موجود در ترمینال های ژنراتور متصل می شود.

یک شرط ضروری برای چنین عملکردی از ژنراتورهای ناهمزمان وجود مغناطش باقیمانده فولاد روتور است که برای فرآیند خود برانگیختگی ژنراتور لازم است. EMF کوچک Eost که در سیم پیچ استاتور القا می شود ، در مدار خازن و در نتیجه در سیم پیچ استاتور جریان واکنشی کمی ایجاد می کند که باعث افزایش شار باقیمانده Fost می شود. در آینده ، مانند تحریک موازی ژنراتور جریان مستقیم ، روند تحریک خود توسعه می یابد. با تغییر در ظرفیت خازن ها می توان مقدار جریان مغناطیسی و در نتیجه مقدار ولتاژ ژنراتورها را تغییر داد. به دلیل حجیم بودن بیش از حد و گران بودن بانک های خازن ، ژنراتورهای ناهمزمان خود برانگیخته گسترده نشده اند. از ژنراتورهای ناهمزمان فقط در نیروگاه های با ارزش کمکی کم قدرت ، مثلاً در نیروگاه های بادی استفاده می شود.

مولد DIY

در نیروگاه من ، منبع تغذیه یک ژنراتور ناهمزمان است که توسط یک موتور بنزینی دو سیلندر UD-25 خنک کننده هوا (8 اسب بخار ، 3000 دور در دقیقه) هدایت می شود. به عنوان یک ژنراتور ناهمزمان و بدون هیچ گونه تغییری ، می توانید از یک موتور الکتریکی ناهمزمان معمولی با سرعت 750-1500 دور در دقیقه و قدرت تا 15 کیلووات استفاده کنید.

سرعت چرخش ژنراتور ناهمزمان در عملکرد عادی باید از مقدار اسمی (همزمان) سرعت موتور الکتریکی استفاده شده 10٪ فراتر رود. این میتواند بصورت زیر انجام شود. موتور الکتریکی به شبکه وصل می شود و دور دور با دور سنج اندازه گیری می شود. محرک تسمه از موتور به ژنراتور به گونه ای محاسبه می شود که سرعت تولید کننده را کمی افزایش دهد. به عنوان مثال ، یک موتور الکتریکی با سرعت نامی 900 دور در دقیقه در دور 1230 دور در دقیقه کار می کند. در این حالت ، درایو تسمه به گونه ای طراحی شده است که سرعت تولید کننده 1353 دور در دقیقه را فراهم می کند.

سیم پیچ های ژنراتور القایی در نصب من توسط "ستاره" متصل می شوند و ولتاژ سه فاز 380 ولت تولید می کنند. برای حفظ ولتاژ نامی ژنراتور القایی ، لازم است ظرفیت خازن های بین هر فاز را به درستی انتخاب کنید (هر سه ظرفیت یکسان است). برای انتخاب ظرفیت مناسب ، از جدول زیر استفاده کردم. قبل از کسب مهارت لازم در عملیات ، می توانید گرمایش ژنراتور را با لمس بررسی کنید تا از گرم شدن بیش از حد جلوگیری شود. گرما نشان دهنده اتصال بیش از حد مخزن است.

خازن ها از نوع مناسب KBG-MN یا سایر ولتاژها هستند که ولتاژ کار آنها حداقل 400 ولت است. هنگامی که ژنراتور خاموش است ، یک بار الکتریکی روی خازن ها باقی می ماند ، بنابراین باید در برابر شوک الکتریکی اقدامات احتیاطی انجام شود. خازن ها باید به طور ایمن محافظت شوند.

هنگام کار با یک ابزار قدرت دستی 220 ولت ، من از یک ترانسفورماتور TSZI پایین آورنده از 380 ولت به 220 ولت استفاده می کنم هنگامی که یک موتور سه فاز به یک نیروگاه متصل می شود ، ممکن است اتفاق بیفتد که ژنراتور برای اولین بار بر آن تسلط پیدا نکند. سپس باید یک سری استارت آپ های کوتاه مدت از موتور را بدهید تا سرعت آن بالا برود ، یا آن را به صورت دستی بچرخانید.

ژنراتورهای غیرهمزمان ثابت از این نوع که برای گرمایش الکتریکی یک ساختمان مسکونی استفاده می شوند ، در صورت وجود نزدیک خانه می توانند توسط توربین بادی یا توربین نصب شده روی رودخانه یا رودخانه کوچک هدایت شوند. زمانی در نیروگاه چوواشیا ، نیروگاه Energozapchast یک ژنراتور (نیروگاه برق میکرو برق) با ظرفیت 1.5 کیلووات بر اساس یک موتور الکتریکی ناهمزمان تولید کرد. VP Beltyukov از Nolinsk توربین بادی ساخت و همچنین از یک موتور ناهمزمان به عنوان ژنراتور استفاده کرد. چنین ژنراتوری را می توان با استفاده از تراکتور عقب ، مینی تراکتور ، موتور اسکوتر موتور ، اتومبیل و ... به حرکت درآورد.

من نیروگاه خود را روی یک تریلر کوچک یک محوری سبک نصب کردم - یک قاب. برای کارهای خارج از مزرعه ، ابزار قدرت لازم را در دستگاه بارگیری می کنم و نصب خود را به آن متصل می کنم. با یک ماشین چمن زنی دوار ، من یونجه را برداشت می کنم ، با یک تراکتور برقی خاک ، هارو ، گیاه ، لجن را شخم می زنم. برای چنین کاری ، همراه با ایستگاه ، من یک سیم پیچ را با یک کابل KRPT چهار هسته ای رانندگی می کنم. هنگام پیچاندن کابل یک نکته باید به خاطر داشته باشید. اگر به روش معمول زخم شود ، یک سلونوئید تشکیل می شود که در آن تلفات اضافی وجود دارد. برای جلوگیری از آنها ، کابل باید از وسط تا خورده به دو نیم شود و دور قرقره پیچیده شود.

در اواخر پاییز ، شما باید برای زمستان هیزم از چوب مرده برداشت کنید. باز هم ، من از یک ابزار قدرت استفاده می کنم. در کلبه تابستانی خود ، با استفاده از اره گرد و برش ، مواد را برای نجاری پردازش می کنم.

در نتیجه یک آزمایش طولانی از عملکرد توربین بادی بادبان ما با یک مدار تحریک سنتی از یک موتور ناهمزمان (AM) ، بر اساس استفاده از یک استارت مغناطیسی به عنوان یک سوئیچ ، تعدادی از کاستی ها نشان داده شد که منجر به ایجاد کابینه کنترل شد. که به وسیله ای جهانی برای تبدیل هر موتور القایی به ژنراتور تبدیل شده است! اکنون کافی است سیم ها را از فشار خون موتور به واحد کنترل خود وصل کنید و ژنراتور آماده است.

چگونه می توان هر موتور ناهمزمان را به یک ژنراتور تبدیل کرد - خانه ای بدون بنیاد

نحوه تبدیل هر موتور ناهمزمان به ژنراتور - خانه ای بدون پایه چرا ما از ژنراتور الکتریکی ناهمزمان استفاده می کنیم ژنراتور ناهمزمان موادی است که در حالت ژنراتور کار می کند

برای نیازهای ساخت یک خانه مسکونی خصوصی یا یک خانه تابستانی ، یک صنعتگر خانگی ممکن است به یک منبع مستقل انرژی الکتریکی نیاز داشته باشد ، که می تواند در یک فروشگاه خریداری شود یا با دست از قطعات موجود جمع شود.

یک ژنراتور خانگی قادر به کار با انرژی بنزین ، گاز یا سوخت دیزل است. برای این کار باید از طریق کلاچ ضربه گیر به موتور متصل شود که چرخش روان روتور را تضمین می کند.

اگر شرایط محیطی محلی اجازه دهد ، به عنوان مثال ، بادهای مكرر می وزند یا منبع آب جاری در نزدیكی قرار دارد ، می توان یك توربین بادی یا هیدرولیكی ایجاد كرد و به یك موتور سه فاز ناهمزمان متصل شد تا برق تولید كند.

به دلیل وجود چنین وسیله ای ، شما یک منبع جایگزین برق دائماً کار خواهید کرد. این باعث کاهش مصرف انرژی از شبکه های عمومی می شود و به شما امکان می دهد در هزینه آن صرفه جویی کنید.

در بعضی موارد ، استفاده از ولتاژ تک فاز برای چرخاندن یک موتور الکتریکی و انتقال گشتاور به آن به یک ژنراتور خانگی مجاز است تا شبکه متقارن سه فاز خود را ایجاد کند.

نحوه انتخاب موتور ناهمزمان برای ژنراتور با توجه به طراحی و مشخصات آن

ویژگی های فنی

اساس یک مولد خانگی یک موتور الکتریکی سه فاز ناهمزمان است:

دستگاه استاتور

هسته های مغناطیسی استاتور و روتور از صفحات عایق شده از فولاد الکتریکی ساخته شده اند ، که در آن شیارهایی ایجاد می شود تا سیم های سیم پیچ را در خود جای دهد.

سه سیم پیچ استاتور جداگانه می تواند به صورت زیر سیم کارخانه شود:

لیدهای آنها در داخل جعبه ترمینال متصل شده و با جامپرها متصل می شوند. کابل برق نیز در اینجا نصب شده است.

در بعضی موارد ، سیمها و کابل ها از راه های دیگر قابل اتصال هستند.

ولتاژهای متقارن به هر فاز موتور ناهمزمان اعمال می شود ، یک سوم دایره در زاویه تغییر می کند. آنها در سیم پیچ ها جریان تولید می کنند.

راحت است که این مقادیر را به صورت بردار بیان کنید.

ویژگی های طراحی روتور

موتورهای فاز-روتور

آنها با سیم پیچ استاتور تهیه می شوند و لیدها از هر یک به حلقه های لغزش متصل می شوند ، که تماس الکتریکی را با مدار شروع و تنظیم از طریق برس فشار فراهم می کنند.

ساخت چنین ساختاری نسبتاً پیچیده و گران است. این نیاز به نظارت دوره ای بر کار و نگهداری واجد شرایط دارد. به همین دلایل ، منطقی نیست که یک ژنراتور خانگی از آن در این طراحی استفاده کند.

با این حال ، اگر موتور مشابهی وجود داشته باشد و استفاده دیگری از آن وجود نداشته باشد ، نتیجه گیری از هر سیم پیچ (آن انتهایی که به حلقه ها متصل می شوند) می تواند بین خود اتصال کوتاه داشته باشد. به این ترتیب روتور فاز به روتور قفس سنجابی تبدیل می شود. این می تواند مطابق با هر طرح مورد بحث در زیر متصل شود.

موتور قفس سنجابی

آلومینیوم در داخل شیارهای مدار مغناطیسی روتور ریخته می شود. سیم پیچ به شکل یک قفس سنجاب چرخان (که برای آن این نام اضافی را دریافت کرده است) با حلقه های جهنده اتصال کوتاه در انتهای آن ساخته شده است.

این ساده ترین مدار موتور است که هیچگونه تماس حرکتی ندارد. به همین دلیل ، مدت طولانی بدون دخالت برق کار می کند و با افزایش قابلیت اطمینان متمایز می شود. توصیه می شود برای ایجاد یک مولد خانگی از آن استفاده کنید.

تعیین پوشش موتور

برای اینکه یک ژنراتور خانگی به طور قابل اعتماد کار کند ، باید به موارد زیر توجه کنید:

کلاس IP ، که کیفیت محافظت از پرونده در برابر تأثیرات محیطی را مشخص می کند.
مصرف برق
سرعت؛
نمودار اتصال سیم پیچ ها ؛
جریانهای مجاز بار ؛
کارایی و کسینوس φ.

نمودار اتصال سیم پیچ ها ، به ویژه در موتورهای قدیمی که کار می کنند ، باید فراخوانی شود ، و با روش های الکتریکی بررسی شود. این فناوری به طور مفصل در مقاله اتصال موتور سه فاز به شبکه تک فاز شرح داده شده است.

اصل عملکرد یک موتور القایی به عنوان یک ژنراتور

اجرای آن بر اساس روش برگشت پذیری ماشین الکتریکی است. اگر موتور ، از ولتاژ شبکه جدا شده ، شروع به چرخش اجباری روتور در سرعت طراحی کند ، پس به دلیل وجود انرژی باقی مانده از میدان مغناطیسی ، یک EMF در سیم پیچ استاتور القا می شود.

فقط برای اتصال یک بانک خازن با درجه مربوطه به سیم پیچ ها باقی مانده است و یک جریان خازنی پیشرو ، که دارای خاصیت مغناطیسی است ، از طریق آنها جریان می یابد.

برای اینکه ژنراتور خود را تحریک کند و یک سیستم متقارن از ولتاژهای سه فاز روی سیم پیچ ها تشکیل شود ، لازم است ظرفیت خازن ها را بیش از یک مقدار بحرانی خاص انتخاب کنید. علاوه بر ارزش آن ، طراحی موتور به طور طبیعی بر قدرت خروجی نیز تأثیر می گذارد.

برای تولید طبیعی انرژی سه فاز با فرکانس 50 هرتز ، لازم است که سرعت روتور بیش از م componentلفه ناهمزمان توسط مقدار لغزش S ، که در محدوده S \u003d 2 ÷ 10٪ قرار دارد ، حفظ شود. باید در فرکانس همزمان نگهداری شود.

خروج سینوسی از مقدار فرکانس استاندارد بر عملکرد تجهیزات با موتورهای الکتریکی تأثیر منفی می گذارد: اره ، دستگاه برش ، ابزارآلات مختلف و ترانسفورماتورها. این عملا بارهای مقاومتی با عناصر گرمایشی و لامپهای رشته ای را تحت تأثیر قرار نمی دهد.

نمودار سیم کشی

در عمل ، از همه روشهای متداول اتصال سیم پیچ های استاتور یک موتور القایی استفاده می شود. با انتخاب یکی از آنها ، شرایط مختلفی را برای عملکرد تجهیزات ایجاد می کنند و ولتاژ مقادیر خاصی را تولید می کنند.

مدارهای ستاره ای

یک گزینه محبوب برای اتصال خازن ها

نمودار اتصال یک موتور ناهمزمان با سیم پیچ متصل به ستاره برای کار به عنوان ژنراتور یک شبکه سه فاز دارای یک فرم استاندارد است.

طرح یک ژنراتور ناهمزمان با خازن های متصل به دو سیم پیچ

این گزینه کاملاً محبوب است. این اجازه می دهد تا سه گروه از مصرف کنندگان از دو سیم پیچ تغذیه شوند:

خازن های شروع و کار توسط کلیدهای جداگانه به مدار متصل می شوند.

بر اساس همان طرح ، شما می توانید یک ژنراتور خانگی با خازن های متصل به یک سیم پیچ موتور القایی ایجاد کنید.

نمودار مثلث

هنگام مونتاژ سیم پیچ های استاتور به صورت ستاره ، ژنراتور ولتاژ سه فاز 380 ولت تولید می کند. اگر آنها را به یک مثلث تبدیل کنیم ، 220 -

سه طرح فوق اساسی هستند ، اما تنها این موارد نیستند. بر اساس آنها ، سایر روش های اتصال می توانند ایجاد شوند.

نحوه محاسبه مشخصات ژنراتور بر اساس قدرت و ظرفیت موتور

برای ایجاد شرایط کار عادی برای یک ماشین الکتریکی ، رعایت برابری ولتاژ و توان نامی آن در حالت های ژنراتور و موتور الکتریکی ضروری است.

برای این منظور ، ظرفیت خازن ها با در نظر گرفتن توان راکتیو Q تولید شده توسط آنها در بارهای مختلف انتخاب می شود. مقدار آن با این عبارت محاسبه می شود:

با استفاده از این فرمول ، با دانستن قدرت موتور ، برای اطمینان از بار کامل ، می توانید ظرفیت بانک خازن را محاسبه کنید:

با این حال ، حالت عملکرد ژنراتور باید در نظر گرفته شود. در حالت بیکار ، خازن ها بی جهت سیم پیچ ها را بارگیری کرده و آنها را گرم می کنند. این منجر به تلفات زیادی از انرژی ، گرم شدن بیش از حد سازه می شود.

برای از بین بردن این پدیده ، خازن ها به صورت مرحله ای متصل می شوند و تعداد آنها را بسته به بار اعمال شده تعیین می کنند. برای ساده سازی انتخاب خازن ها برای راه اندازی موتور القایی در حالت ژنراتور ، جدول ویژه ای ایجاد شده است.

خازن های شروع سری K78-17 و موارد مشابه با ولتاژ کاری 400 ولت و بیشتر برای استفاده در باتری خازنی مناسب هستند. جایگزینی آنها با همتایان فلزی و کاغذی با فرقه های مناسب کاملاً مجاز است. آنها باید به صورت موازی جمع شوند.

استفاده از مدل های خازن الکترولیتی برای کار در مدارهای یک مولد خانگی ناهمزمان ارزش ندارد. آنها برای مدارهای جریان مستقیم طراحی شده اند و هنگام عبور یک سینوسی که تغییر جهت می دهد ، به سرعت خراب می شوند.

هنگامی که هر نیم موج توسط دیودها به مونتاژ خود هدایت می شود ، یک طرح ویژه برای اتصال آنها وجود دارد. اما کاملاً پیچیده است.

عملکرد ساختاری

یک دستگاه نیروگاه خودمختار باید کاملاً شرایط لازم برای کارکرد ایمن تجهیزات عملیاتی را داشته باشد و توسط یک ماژول ، از جمله یک پانل برق لولایی با دستگاه انجام شود:

اندازه گیری - با ولت متر تا 500 ولت و یک فرکانس متر ؛
بارهای سوئیچینگ - سه سوئیچ (یک مورد مشترک ولتاژ را از ژنراتور به مدار مصرف کننده تأمین می کند و دو مورد دیگر خازن ها را متصل می کند) ؛
protection - یک سوئیچ خودکار برای حذف عواقب اتصال کوتاه یا اضافه بار و یک RCD (دستگاه جریان باقیمانده) ، که کارگران را از خرابی عایق و احتمال برخورد فاز به پرونده نجات می دهد.

افزونه اصلی منبع تغذیه

هنگام ایجاد یک ژنراتور خانگی ، لازم است سازگاری آن با طرح زمین تجهیزات کار فراهم شود و در صورت کارکرد خودمختار ، باید به طور قابل اعتماد به حلقه زمین متصل شود.

اگر نیروگاه برای منبع تغذیه پشتیبان دستگاههایی که از شبکه دولتی کار می کنند ایجاد شده است ، باید ولتاژ خط را قطع کرده و هنگام بازیابی آن را متوقف کرد. برای این منظور کافی است سوئیچی نصب کنید که همه مراحل را همزمان کنترل کند یا یک سیستم اتوماتیک پیچیده را برای روشن کردن منبع پشتیبان متصل کنید.

انتخاب ولتاژ

مدار 380 ولت خطر صدمه به انسان را افزایش می دهد. این در موارد شدید ، هنگامی که مقدار فاز 220 نمی تواند صرف شود ، استفاده می شود.

اضافه بار ژنراتور

چنین حالت هایی باعث گرم شدن بیش از حد سیم پیچ ها با تخریب بعدی عایق می شوند. آنها هنگام عبور بیش از حد از جریان سیم پیچ به علت:

انتخاب نادرست ظرفیت خازن
اتصال مصرف کنندگان با افزایش قدرت.

در حالت اول ، لازم است که رژیم گرمایی در هنگام بیکاری را به دقت کنترل کنید. در صورت گرم شدن بیش از حد ، لازم است خازن خازن ها اصلاح شود.

ویژگی های اتصال مصرف کنندگان

کل توان یک ژنراتور سه فاز از سه قسمت تولید شده در هر فاز تشکیل شده است که 1/3 کل است. جریان عبوری از یک سیم پیچ نباید بیش از مقدار نامی باشد. این باید هنگام اتصال مصرف کنندگان در نظر گرفته شود ، و آنها را به صورت یکنواخت در چند مرحله توزیع کنید.

وقتی یک ژنراتور خانگی برای کار در دو فاز طراحی شده باشد ، نمی تواند بیش از 2/3 از کل برق را با خیال راحت تولید کند و اگر فقط یک فاز درگیر شود ، فقط 3/1 است.

کنترل فرکانس

فرکانس متر به شما امکان می دهد تا این شاخص را کنترل کنید. وقتی در طراحی یک ژنراتور خانگی نصب نشده است ، می توانید از یک روش غیر مستقیم استفاده کنید: در حالت بیکار ، ولتاژ خروجی از 380/220 اسمی 4 ÷ 6٪ با فرکانس 50 هرتز فراتر می رود.

نحوه تولید ژنراتور خانگی از موتور ناهمزمان ، طراحی و بازسازی آپارتمان DIY

نکاتی برای یک صنعتگر خانگی در مورد ساخت ژنراتور خانگی از یک موتور الکتریکی سه فاز ناهمزمان با نمودارها. تصاویر و فیلم ها

نحوه تولید ژنراتور خانگی از موتور القایی

سلام بر همه! امروز ما نحوه ساخت یک ژنراتور خانگی از یک موتور القایی با دستان خود را بررسی خواهیم کرد. این سوال مدتهاست که مورد توجه من بوده است ، اما به نوعی دیگر فرصتی برای اجرای آن وجود ندارد. حال بیایید کمی نظری کنیم.

اگر یک موتور الکتریکی ناهمزمان را از برخی از موتورهای اصلی تحویل بگیرید و بچرخانید ، پس با پیروی از اصل برگشت پذیری ماشین های الکتریکی ، می توانید باعث ایجاد جریان الکتریکی در آن شوید. برای انجام این کار ، باید شافت موتور ناهمزمان را با فرکانس برابر یا کمی بالاتر از فرکانس ناهمزمان چرخش آن بچرخانید. در نتیجه مغناطیس باقیمانده در هسته مغناطیسی موتور الکتریکی ، مقداری EMF در ترمینال های سیم پیچ استاتور القا می شود.

همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است ، خازن های غیر قطبی C ، پایانه های سیم پیچ استاتور را گرفته و به آنها متصل می کنیم.

در این حالت ، یک جریان خازنی پیشرو شروع به عبور از سیم پیچ استاتور می کند. مغناطش نامیده می شود. آنهایی که خود تحریک ژنراتور ناهمزمان رخ می دهد و EMF افزایش می یابد. مقدار EMF به ویژگی های خود ماشین الکتریکی و ظرفیت خازن ها بستگی خواهد داشت. بنابراین ، من و شما یک موتور القایی معمولی را به یک ژنراتور تبدیل کرده ایم.

حال بیایید در مورد نحوه انتخاب خازن های مناسب برای یک ژنراتور خانگی از یک موتور القایی صحبت کنیم. ظرفیت باید طوری انتخاب شود که ولتاژ تولید شده و توان خروجی ژنراتور القایی هنگام کار به عنوان یک موتور الکتریکی مطابق با توان و ولتاژ باشد. برای اطلاعات ، به جدول زیر مراجعه کنید. آنها مربوط به تحریک ژنراتورهای ناهمزمان با ولتاژ 380 ولت و فرکانس چرخش 750 تا 1500 دور در دقیقه هستند.

با افزایش بار در ژنراتور ناهمزمان ، ولتاژ در ترمینال های آن کاهش می یابد (بار القایی ژنراتور افزایش می یابد). برای حفظ ولتاژ در یک سطح مشخص ، خازن های اضافی باید متصل شوند. برای انجام این کار ، می توانید از یک تنظیم کننده ولتاژ ویژه استفاده کنید ، که وقتی ولتاژ در پایانه های استاتور ژنراتور افت می کند ، با استفاده از مخاطبین ، بانک های خازن اضافی را متصل می کند.

سرعت ژنراتور در حالت عادی باید 5-10 درصد از سرعت همزمان باشد. یعنی اگر سرعت چرخش 1000 دور در دقیقه است ، پس باید آن را با فرکانس 1050-1100 دور در دقیقه بچرخانید.

یک امتیاز مثبت در مورد ژنراتور ناهمزمان این است که شما می توانید از یک موتور الکتریکی ناهمزمان معمولی و بدون تغییر استفاده کنید. اما توصیه نمی شود که از موتورهای الکتریکی با ظرفیت بیش از 15-20 کیلوولت * A استفاده کنید. یک ژنراتور ساخته شده از یک موتور ناهمزمان یک راه حل عالی برای کسانی است که فرصتی برای استفاده از ژنراتور لمینیت کلاسیک کرونوتکس ندارند. موفق باشید با همه چیز و خداحافظ!

نحوه تولید ژنراتور خانگی از موتور القایی ، تعمیر DIY

نحوه ساخت ژنراتور خانگی از موتور القایی سلام به همه! امروز ما نحوه ساخت یک ژنراتور خانگی از یک موتور القایی با دستان خود را بررسی خواهیم کرد. این س longال مدتها پیش من را درگیر کرده است

تمام وسایل خانگی که امروزه برای مصارف خانگی استفاده می شوند ، از طریق برق تأمین می شوند. یعنی معلوم می شود که جریان الکتریکی به اصلی ترین عملکرد مکانیکی دستگاه ها تبدیل می شود. اما این وابستگی یک ضرر دارد - شما می توانید انرژی الکتریکی را از انرژی مکانیکی دریافت کنید. و بسیاری از صنعتگران با ایجاد یک ژنراتور از یک موتور ناهمزمان با دستان خود از این استفاده می کنند.

هرکسی که خانه ای در خارج از شهر داشته باشد با مشکل عدم انطباق منبع تغذیه روبرو است. بیایید قبول کنیم ، این مسئله شماره یک در سکونتگاه های حومه ای است. ژنراتورهایی که با سوخت بنزین یا گازوئیل کار می کنند به خارج شدن از این وضعیت کمک می کنند. درست است ، چنین دستگاه های انرژی لذت کمی ندارند ، بنابراین بسیاری از ساکنان تابستان با استفاده از موتور ناهمزمان ژنراتورها را با دست خود جمع می کنند.

نحوه کارکرد یک مولد ناهمزمان

بنابراین ، همانطور که در بالا ذکر شد ، یک موتور ناهمزمان تنها در صورت ایجاد گشتاور روتور می تواند در حالت ژنراتور کار کند و گروه خازن را به درستی انتخاب و متصل کند.

در مورد گشتاور ، تعداد زیادی ساختار و دستگاه وجود دارد که می تواند این گشتاور را ایجاد کند. در اینجا فقط چند نمونه ذکر شده است.

این می تواند هر موتور بنزینی یا دیزلی کم مصرف باشد. بسیاری از صنعتگران برای این کار از اره برقی یا تراکتورهای عقب استفاده می کنند. برای افزایش سرعت چرخش روتور موتور الکتریکی ، محاسبه نسبت قطر قرقره های نصب شده روی روتور و شافت موتور گاز لازم است. چرخش توسط کمربند منتقل می شود ، در این حالت به دلیل سرعت چرخش زیاد از زنجیر استفاده نمی شود.
ایجاد انرژی مکانیکی با کمک آب با نصب یک سازه تیغه در زیر جریان آن ، مشابه پروانه کشتی یا قایق امکان پذیر است.
با استفاده از آسیاب بادی گزینه ای وجود دارد. معمولاً چنین وسایلی در مناطق استپی ، جایی که باد همیشه وجود دارد ، نصب می شوند.

سه راه اصلی برای دریافت جریان الکتریکی از طریق موتور القایی وجود دارد.

توجه! همه کارشناسان اطمینان می دهند که گزینه ایده آل برای استفاده از موتور برای انرژی مکانیکی گزینه ای است که اصطلاحاً بیکار ماندگار است. یعنی سرعت چرخش تغییر نمی کند و ثابت است. علاوه بر این ، شما باید سرعت چرخش شافت موتور الکتریکی را افزایش دهید که با 10٪ افزایش متفاوت از اسمی است.

می توانید از سرعت چرخش اسمی بر روی برچسب یا در گذرنامه دستگاه مطلع شوید. واحد اندازه گیری آن rpm است. اگر این نشانگر را پیدا نکردید ، اگر موتور را به شبکه منبع تغذیه روشن کنید ، قبلاً یک دور سنج را روی شافت نصب کرده اید ، می توانید آن را تعیین کنید.

اکنون برای خازن ها و نمودار اتصال موتور الکتریکی. ابتدا وابستگی خاصی به ظرفیت خازن ها به توان ژنراتور وجود دارد. در اینجا در جدول زیر است.

در مرحله دوم ، ظرفیت خازن های روی هر موتور یکسان است. سوم ، به خاطر داشته باشید که ظرفیت بالا می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد موتور الکتریکی شود. بنابراین ، به شدت در جدول رعایت کنید. چهارم ، نصب و مونتاژ گروه خازن یک کار مسئولیت پذیر است ، بنابراین مراقب باشید. جداسازی در این موضوع بسیار مهم است.

مشاوره مطابق طرح مثلث لازم است خازن ها را به یکدیگر متصل کنید. و سیم پیچ ها به صورت ستاره ای هستند.

به هر حال ، در زیر یک نمودار برای روشن کردن یک موتور الکتریکی به عنوان یک ژنراتور آورده شده است.

و یک لحظه یک ژنراتور از موتور القایی قفس سنجابی ولتاژ بسیار بالایی تولید می کند. بنابراین ، اگر به ولتاژ 220 ولت نیاز دارید ، توصیه می شود بعد از آن ترانسفورماتور پایین رونده نصب کنید. موتورهای الکتریکی تک فاز با توان پایین که در لوازم خانگی استفاده می شوند نیز قابل تبدیل هستند. البته کم مصرف نیز خواهند بود اما استفاده از آنها برای روشن کردن لامپ یا اتصال مودم مشکلی نخواهد داشت. به هر حال ، صنعتگران تازه کار در خانه فعالیت خود را به عنوان یک برق فقط با همین لوازم کوچک آغاز می کنند. طرح آنها ساده است ، جزئیات آن موجود است و دستگاه مونتاژ شده نیز در عمل ایمن است.

یک ژنراتور از یک موتور ناهمزمان وسیله ای برای افزایش خطر است. و مهم نیست که چه نوع موتوری دارد که انرژی مکانیکی را منتقل می کند. در هر صورت ، شما باید از ایمنی عملیاتی مراقبت کنید. ساده ترین راه عایق بندی صحیح دستگاه است.
اگر از ژنراتور ناهمزمان به صورت دوره ای به عنوان منبع برق استفاده شود ، باید آن را به ابزار اندازه گیری مجهز کرد. معمولاً برای این کار از دور سنج و ولت متر استفاده می شود.
البته ، در نمودار واحد باید دو دکمه وجود داشته باشد: "روشن" و "خاموش".
یک پیش نیاز زمین سازی است.
این واقعیت را در نظر بگیرید که قدرت یک ژنراتور القایی معمولاً با قدرت موتور الکتریکی 30-50٪ متفاوت است. این امر به دلیل تلفات در تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی است.
به دمای کار توجه کنید. مانند یک موتور احتراق داخلی ، ژنراتور گرم می شود.

نتیجه گیری در مورد موضوع

ساختن ژنراتور از یک موتور ناهمزمان معمولی با دستان خود مشکلی ندارد. رعایت کلیه الزاماتی که در بالا توضیح دادیم مهم است. کمی عدم دقت و همه چیز ممکن است اشتباه پیش برود. در هر صورت ، دیگر نمی توان 220 ولت جریان گرفت و اگر چنین شود ، در این صورت واحد به مدت طولانی کار نخواهد کرد.

برق رسانی مداوم و بدون وقفه در خانه تضمین کننده یک تفریح \u200b\u200bخوشایند و راحت در هر زمان از سال است. برای سازماندهی منبع تغذیه خودمختار یک منطقه حومه ، ما مجبور خواهیم بود که به تاسیسات سیار - ژنراتورهای الکتریکی متوسل شویم ، که در سال های اخیر به دلیل داشتن ظرفیت های بسیار متفاوت بسیار محبوب بوده اند.

محدوده کاربرد

بسیاری علاقه مند هستند که چگونه یک مولد برق برای یک کلبه تابستانی درست کنید؟ در زیر در این مورد صحبت خواهیم کرد. ما در اکثر موارد از یک دینام ناهمزمان استفاده خواهیم کرد که برای کار با وسایل برقی انرژی تولید می کند. در یک ژنراتور ناهمزمان ، سرعت چرخش روتورها نسبت به یک ژنراتور همزمان بیشتر خواهد بود.

با این حال ، نیروگاه ها به عنوان ابزاری عالی برای تولید انرژی ، کاربرد خود را در یک دایره گسترده تر پیدا کرده اند ، یعنی:

از آنها در نیروگاه های بادی استفاده می شود.
آنها به عنوان واحدهای جوشکاری استفاده می شوند.
پشتیبانی از برق مستقل در خانه هم تراز با یک نیروگاه برق آبی کوچک.

واحد با استفاده از ولتاژ ورودی روشن می شود. اغلب اوقات ، دستگاه برای شروع به منبع تغذیه متصل می شود ، اما این یک راه حل کاملاً منطقی و منطقی برای یک ایستگاه کوچک نیست که خود باید برق تولید کند و برای شروع آن را مصرف نکند. بنابراین ، در سال های اخیر ، ژنراتورهایی با خود تحریک یا سوئیچینگ پی در پی خازن ها به طور فعال تولید شده اند.

ژنراتور برق چگونه کار می کند

اگر سرعت چرخش موتور سریعتر از سنکرون باشد ، یک مولد ناهمزمان برق منبعی را تولید می کند. معمول ترین ژنراتور با پارامترهای 1500 دور در دقیقه کار می کند.

اگر روتور هنگام شروع سریعتر از سرعت همزمان کار کند ، انرژی تولید می کند. اختلاف بین این اندیکاتورها را slip می نامند و به صورت درصدی نسبت به سرعت همزمان محاسبه می شود. با این وجود سرعت استاتور حتی بیشتر از سرعت روتور است. به همین دلیل ، جریانی از ذرات باردار که قطب را تغییر می دهند ، تشکیل می شود.

ما فیلم را مشاهده می کنیم ، اصل عملیات:

هنگامی که انرژی دریافت می شود ، دستگاه مولد متصل با کنترل خود لغزش ، سرعت همزمان را کنترل می کند. انرژی خارج شده از استاتور از روتور عبور می کند ، با این حال ، توان فعال قبلاً به سیم پیچ های استاتور منتقل شده است.

اصل اساسی عملکرد یک ژنراتور الکتریکی به تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. برای راه اندازی روتور برای تولید نیرو نیاز به یک گشتاور قوی است. از نظر برق ، مناسب ترین گزینه "بیکاری مستمر" است که یک سرعت چرخش را در طول زمان کارکرد ژنراتور حفظ می کند.

چرا از یک مولد ناهمزمان استفاده می شود

برخلاف یک ژنراتور همزمان ، یک تولید ناهمزمان دارای تعداد زیادی مزایا و مزایا است. عامل اصلی در انتخاب گزینه ناهمزمان ، عامل کم روشن بود. یک عامل شفاف بالا ، وجود کمی هارمونیک های بالاتر در ولتاژ خروجی را مشخص می کند. آنها باعث گرم شدن غیر ضروری موتور و چرخش ناهموار می شوند. ژنراتورهای سنکرون ضریب واضحی از 5-15٪ دارند ، در تولید کننده های غیرهمزمان از 2٪ بیشتر نیست. از این نتیجه می شود که یک مولد انرژی ناهمزمان فقط انرژی مفید تولید می کند.

کمی در مورد ژنراتور ناهمزمان و اتصال آن:

مزیت یکسان قابل توجه این نوع ژنراتورهای الکتریکی عدم وجود کامل سیم پیچ های چرخان و قطعات الکترونیکی حساس به آسیب و عوامل خارجی است. بنابراین ، این نوع دستگاه در معرض فرسودگی فعال نیست و ماندگاری بیشتری خواهد داشت.

چگونه می توان یک ژنراتور با دست خود ساخت

دستگاه دینام ناهمزمان

خرید یک ژنراتور الکتریکی ناهمزمان برای یک ساکن متوسط \u200b\u200bکشورمان کاملاً گران است. بنابراین ، بسیاری از صنعتگران به حل مسئله مونتاژ خود دستگاه روی می آورند. اصل کار ، مانند ساختار ، کاملاً ساده است. با استفاده از تمام ابزارهای موجود ، مونتاژ 1-2 ساعت بیشتر طول نمی کشد.

مطابق اصل تعریف شده فوق در مورد عملکرد یک ژنراتور الکتریکی ، کلیه تجهیزات باید به گونه ای تنظیم شوند که چرخش ها از سرعت موتور سریعتر باشد. برای این کار موتور را به شبکه وصل کرده و آن را روشن کنید. برای محاسبه دور دور از دور سنج یا دور سنج استفاده کنید.

پس از تعیین مقدار دور موتور ، 10٪ به آن اضافه کنید. اگر سرعت چرخش 1500 دور در دقیقه باشد ، ژنراتور باید در 1650 دور در دقیقه کار کند.

اکنون شما باید با استفاده از خازن های ظرفیت مورد نیاز ، ژنراتور ناهمزمان را "برای خود" دوباره بسازید. برای شناسایی نوع و ظرفیت از صفحه زیر استفاده کنید:

ما امیدواریم که نحوه جمع آوری یک ژنراتور الکتریکی با دستان ما در حال حاضر روشن است ، اما لطفا توجه داشته باشید: ظرفیت خازن ها نباید زیاد باشد ، در غیر این صورت ژنراتور با سوخت دیزل کار می کند ، بسیار گرم می شود.

خازن ها را طبق محاسبه نصب کنید. نصب به مقدار قابل توجهی توجه نیاز دارد. از عایق بندی مناسب اطمینان حاصل کنید ، در صورت لزوم از پوشش های مخصوص استفاده کنید.

در پایه موتور ، فرایند مونتاژ ژنراتور به پایان رسیده است. اکنون می توان از آن به عنوان منبع ضروری انرژی استفاده کرد. به یاد داشته باشید که در مواردی که دستگاه دارای روتور قفس سنجابی است و ولتاژ نسبتاً جدی را تولید می کند که بیش از 220 ولت باشد ، لازم است یک ترانسفورماتور پایین رونده نصب کنید که ولتاژ را در سطح مورد نیاز تثبیت کند. به یاد داشته باشید برای اینکه همه وسایل خانه کار کنند ، باید کنترل دقیق یک مولد برق 220 ولت خانگی در ولتاژ را داشته باشید.

ما فیلم ، مراحل کار را تماشا می کنیم:

برای یک ژنراتور که با قدرت کم کار می کند ، به منظور صرفه جویی در هزینه ، می توانید از موتورهای ناهمزمان یک فاز از لوازم الکتریکی خانگی قدیمی یا غیرضروری استفاده کنید ، به عنوان مثال ، ماشین لباسشویی ، پمپ های زهکشی ، ماشین چمن زنی ، اره برقی و غیره موتورهای اینگونه لوازم خانگی باید موازی با سیم پیچ متصل شوند. همچنین می توانید از خازن های تغییر فاز استفاده کنید. آنها به ندرت از نظر قدرت مورد نیاز با یکدیگر متفاوت هستند ، بنابراین باید به عملکرد مورد نیاز افزایش یابد.

در صورت نیاز به لامپ ، مودم و سایر دستگاههای کوچک با ولتاژ فعال پایدار ، چنین ژنراتورهایی خود را به خوبی نشان می دهند. با داشتن دانش کافی ، می توانید ژنراتور برق را به اجاق گاز یا بخاری متصل کنید.

هنگامی که ژنراتور آماده بهره برداری است ، باید آن را نصب کرد تا تحت تأثیر بارندگی و محیط قرار نگیرد. برای محافظت از واحد در برابر شرایط نامساعد ، از یک پوشش اضافی مراقبت کنید.

تقریباً هر ژنراتور ناهمزمان ، خواه مولد بدون برس ، برق ، بنزین یا گازوئیل باشد ، دستگاهی با خطر نسبتاً زیاد محسوب می شود. چنین وسایلی را خیلی با احتیاط اداره کنید و همیشه آنها را در برابر شرایط جوی خارجی و مکانیکی محافظت کنید یا پوششی برای آنها درست کنید.

ما این فیلم را مشاهده می کنیم ، توصیه های عملی یک متخصص:

هر واحد مستقل باید به ابزار اندازه گیری ویژه ای مجهز باشد که اطلاعات مربوط به عملکرد را ضبط و نمایش دهد. برای این کار می توانید از دور سنج ، ولت متر و فرکانس متر استفاده کنید.

در صورت امکان ژنراتور را به یک دکمه روشن / خاموش مجهز کنید. برای شروع می توان از دستی استفاده کرد.
برخی از ژنراتورها قبل از استفاده باید زمین گیر شوند ، منطقه را به دقت ارزیابی کرده و محلی را برای نصب انتخاب کنید.
هنگام تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی ، گاهی اوقات بازده می تواند تا 30٪ کاهش یابد.
اگر به قدرت خود اطمینان ندارید یا از انجام اشتباهی می ترسید ، خرید ژنراتور را در فروشگاه مناسب توصیه می کنیم. گاهی اوقات خطرات ممکن است بسیار اسف بار باشد ...
دمای ژنراتور ناهمزمان و رژیم گرمایی آن را کنترل کنید.

نتیجه

علیرغم سادگی اجرای آن ، تولید کننده های برق خانگی بسیار کار سخت و دشواری هستند و نیاز به تمرکز کامل در طراحی و اتصال صحیح دارند. مونتاژ از نظر مالی تنها درصورتی توصیه می شود که از قبل موتور کار و غیرضروری داشته باشید. در غیر این صورت ، شما بیش از نیمی از هزینه آن را برای عنصر اصلی نصب پرداخت خواهید کرد ، و کل هزینه ها می تواند به طور قابل توجهی از ارزش بازار تولید کننده فراتر رود.

این اختراع مربوط به رشته مهندسی برق و مهندسی نیرو ، به ویژه به روش ها و تجهیزات تولید انرژی الکتریکی است و می تواند در سیستم های تغذیه مستقل ، اتوماسیون و لوازم خانگی ، حمل و نقل هوایی ، دریایی و حمل و نقل جاده ای مورد استفاده قرار گیرد.

با توجه به روش غیر استاندارد تولید و طراحی اصلی موتور ژنراتور ، حالت های ژنراتور و موتور الکتریکی در یک فرآیند ترکیب می شوند و به طور جدایی ناپذیری به هم پیوند می خورند. در نتیجه ، هنگامی که بار متصل می شود ، فعل و انفعال میدان های مغناطیسی استاتور و روتور یک گشتاور تولید می کند که این جهت همزمان با گشتاور تولید شده توسط درایو خارجی است.

به عبارت دیگر ، با افزایش توان مصرف شده توسط بار ژنراتور ، روتور موتور ژنراتور شروع به تسریع می کند و بر این اساس توان مصرف شده توسط درایو خارجی کاهش می یابد.

مدت هاست که در اینترنت شایعه شده است که ژنراتور با آرماتور حلقه گرام قادر به تولید انرژی الکتریکی بیشتر از انرژی مکانیکی است و این به دلیل عدم وجود گشتاور ترمز در زیر بار است.

نتایج آزمایشاتی که منجر به اختراع موتور مولد شد.

مدت هاست که در اینترنت شایعه شده است که یک ژنراتور با آرماتور حلقه گرام قادر به تولید انرژی الکتریکی بیشتر از انرژی مکانیکی است و این به دلیل عدم وجود گشتاور ترمز در زیر بار است. این اطلاعات ما را بر آن داشت تا چندین آزمایش با سیم پیچ حلقه انجام دهیم که نتایج آن را در این صفحه نشان خواهیم داد. برای آزمایشات ، 24 قطعه ، سیم پیچ مستقل ، با همان تعداد چرخش ، روی یک هسته توروئید پیچیده شد.

1) اول ، وزن سیم پیچ به صورت سری متصل شد ، پایانه های بار به طور قطری قرار دارند. در مرکز سیم پیچ یک آهن ربا دائمی با امکان چرخش وجود داشت.

پس از اینکه آهنربا به کمک درایو به حرکت درآمد ، بار متصل شد و سرعت محرک با یک دور سنج لیزری اندازه گیری شد. همانطور که انتظار دارید سرعت موتور محرک شروع به کاهش می کند. هرچه بار مصرف شده بیشتر باشد ، دور موتور بیشتر می شود.

2) برای درک بهتر فرایندهای رخ داده در سیم پیچ ، به جای بار ، یک میلی متر متر DC متصل شد.
با چرخش آهسته آهنربا ، می توانید قطب و اندازه سیگنال خروجی را در یک موقعیت خاص آهنربا مشاهده کنید.

وقتی قطب های آهنربا در مقابل سر سیم پیچ قرار دارند از شکل ها دیده می شود (شکل 4 ؛ 8) ، جریان سیم پیچ 0 است. وقتی آهن ربا وقتی قطب ها در مرکز سیم پیچ قرار می گیرند ، حداکثر مقدار جریان را داریم (شکل 2 ؛ 6).

3) در مرحله بعدی آزمایشات ، فقط از نیمی از سیم پیچ استفاده شد. آهنربا نیز به آرامی چرخید و قرائت دستگاه ضبط شد.

قرائت دستگاه کاملاً با آزمایش قبلی همزمان شده است (شکل 1-8).

4) پس از آن ، یک درایو خارجی به آهن ربا متصل شد و با حداکثر سرعت شروع به چرخش کرد.

هنگامی که بار وصل شد ، درایو شروع به افزایش سرعت می کند!

به عبارت دیگر ، هنگامی که قطب های آهنربا تعامل می کنند ، و قطب های تشکیل شده در سیم پیچ با مدار مغناطیسی ، هنگامی که جریان از سیم پیچ عبور می کند ، یک گشتاور در امتداد گشتاور ایجاد شده توسط موتور محرک ظاهر می شود.

شکل 1 ، هنگام اتصال بار ، یک ترمز محرک قوی وجود دارد. شکل 2 ، هنگامی که بار متصل می شود ، درایو شروع به شتاب می کند.

5) برای درک اینکه چه اتفاقی می افتد ، تصمیم گرفتیم نقشه ای از قطب های مغناطیسی ایجاد کنیم که هنگام عبور جریان از آنها در سیم پیچ ها ظاهر می شوند. برای این ، یک سری آزمایشات انجام شد. سیم پیچ ها در نسخه های مختلف متصل می شوند و پالس های DC به انتهای سیم پیچ ها اعمال می شوند. در این حالت ، یک آهنربا دائمی به فنر متصل می شد و به نوبه خود در کنار هر 24 سیم پیچ قرار داشت.

با واکنش آهنربا (چه دفع شود و چه جذب شود) ، نقشه قطب های در حال ظهور تهیه شد.

این شکل ها نشان می دهد که قطب های مغناطیسی با روشن شدن متفاوت در سیم پیچ ها خود را نشان می دهند (مستطیل های زرد رنگ در شکل ها منطقه خنثی میدان مغناطیسی هستند).

هنگام تغییر قطبیت نبض ، قطب ها ، همانطور که باید ، به عکس تغییر می کنند ، بنابراین ، گزینه های مختلف برای روشن کردن سیم پیچ ها با همان قطب منبع تغذیه ترسیم می شوند.

6) در نگاه اول ، نتایج در شکل 1 و 5 یکسان است.

با تجزیه و تحلیل دقیق تر ، مشخص شد که توزیع قطب ها در اطراف محیط و "اندازه" منطقه خنثی کاملا متفاوت است. نیرویی که آهنربای آن از سیم پیچ ها و مدار مغناطیسی جذب یا دفع می شود با پر شدن شیب دار قطب ها نشان داده می شود.

7) هنگام مقایسه داده های آزمایشات توصیف شده در پاراگراف های 1 و 4 ، علاوه بر تفاوت اساسی در پاسخ درایو به اتصال بار ، و تفاوت قابل توجهی در "پارامترهای" قطب های مغناطیسی ، تفاوت های دیگر نیز آشکار شد. در هر دو آزمایش ، ولت متر به موازات بار و آمپرمتر به صورت سری با بار وصل شدند. اگر قرائت سازهای حاصل از آزمایش اول (1) به عنوان 1 در نظر گرفته شود ، در آزمایش دوم (نقطه 4) ، قرائت ولت متر نیز 1 بود. مطابق قرائت آمپرمتر ، 0.005 از نتایج آزمایش اول بود.

8) بر اساس موارد فوق ، منطقی است که فرض کنیم اگر در قسمت استفاده نشده مدار مغناطیسی شکاف غیر مغناطیسی (هوا) ایجاد شود ، باید جریان سیم پیچ افزایش یابد.

پس از ایجاد شکاف هوا ، آهن ربا دوباره به موتور محرک متصل شد و با حداکثر سرعت چرخید. قدرت فعلی واقعاً چندین برابر شده و تقریباً 0.5 نتیجه آزمایش در نقطه 1 است ،
اما در همان زمان یک گشتاور ترمز در پیشرانه وجود داشت.

9) به روشی که در بند 5 شرح داده شد ، نقشه قطب های این طرح ساخته شد.

10) بیایید دو گزینه را با هم مقایسه کنیم

تصور اینکه اگر شکاف هوا در مدار مغناطیسی افزایش یابد ، کار دشواری نیست ، آرایش هندسی قطب های مغناطیسی مطابق شکل 2 باید به ترتیبی مانند شکل 1 نزدیک شود. و این ، به نوبه خود ، باید منجر به اثر شتاب درایو شود ، که در بند 4 (هنگام اتصال بار ، به جای ترمز کردن ، یک گشتاور اضافی برای گشتاور محرک ایجاد می شود).

11) بعد از اینکه شکاف هسته مغناطیسی به حداکثر افزایش یافت (تا لبه های سیم پیچ) ، هنگامی که بار به جای ترمزگیری متصل شد ، درایو دوباره شروع به افزایش سرعت کرد.

در این حالت ، نقشه قطب های سیم پیچ با مدار مغناطیسی به این شکل است:

بر اساس اصل پیشنهادی تولید برق ، می توان دینامهایی را طراحی کرد که با افزایش قدرت الکتریکی در بار ، نیازی به افزایش قدرت مکانیکی درایو نباشد.

اصل کار موتور ژنراتور.

طبق پدیده القای الکترومغناطیسی ، هنگامی که شار مغناطیسی عبور از یک حلقه بسته تغییر می کند ، یک EMF در حلقه ظاهر می شود.

طبق قانون لنز: جریان القایی ناشی از یک حلقه رسانای بسته دارای جهتی است که میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط آن با تغییر شار مغناطیسی که باعث این جریان شده خنثی می کند. مهم نیست که شار مغناطیسی دقیقاً نسبت به مدار چگونه حرکت می کند (شکل 1-3).

روش تحریک EMF در موتور مولد ما مشابه شکل 3 است. این اجازه می دهد تا با استفاده از قانون لنز گشتاور روی روتور (سلف) را افزایش دهید.

1) سیم پیچ استاتور
2) مدار مغناطیسی استاتور
3) سلف (روتور)
4) بارگیری کنید
5) جهت چرخش روتور
6) خط مرکزی میدان مغناطیسی قطب های سلف

با روشن شدن درایو خارجی ، روتور (سلف) شروع به چرخش می کند. هنگامی که ابتدای سیم پیچ توسط شار مغناطیسی یکی از قطب های سلف عبور می کند ، EMF در سیم پیچ القا می شود.

هنگامی که بار متصل می شود ، جریان در سیم پیچ شروع به جریان می کند و قطب های میدان مغناطیسی مطابق با قانون E. X. Lenz در سیم پیچ ها بوجود می آیند تا شار مغناطیسی را تحریک کنند.
از آنجا که سیم پیچ با هسته در امتداد قوس یک دایره قرار دارد ، میدان مغناطیسی روتور در امتداد چرخش ها (قوس دایره ای) سیم پیچ حرکت می کند.

در این حالت ، طبق قانون لنز ، در ابتدای سیم پیچ ، قطبی بوجود می آید که همان قطب سلف است و در انتهای دیگر آن مخالف است. از آنجا که قطب هایی به همین نام دفع می شوند ، و قطب های مخالف نیز جذب می شوند ، سلف تمایل به گرفتن موقعیتی دارد که با عملکرد این نیروها مطابقت داشته باشد ، که باعث ایجاد یک لحظه اضافی می شود که در امتداد جهت چرخش روتور قرار دارد. حداکثر چگالی شار مغناطیسی در سیم پیچ در لحظه ای رسیده است که خط مرکزی قطب سلف در مقابل وسط سیم پیچ قرار دارد. با حرکت بیشتر سلف ، القای مغناطیسی سیم پیچ کاهش می یابد و در لحظه خط مرکزی قطب سلف سیم پیچ را ترک می کند ، برابر با صفر است. در همان لحظه ، ابتدای سیم پیچ شروع به عبور از میدان مغناطیسی قطب دوم سلف می کند و طبق قوانینی که در بالا توضیح داده شد ، لبه سیم پیچ که قطب اول از آن شروع به دور شدن از آن می کند ، با افزایش نیروی آن دفع می شود.

نقاشی ها:
1) نقطه صفر ، قطب های سلف (روتور) به طور متقارن به انتهای مختلف سیم پیچ در سیم پیچ EMF \u003d 0 هدایت می شوند.
2) خط مرکزی قطب شمال آهنربا (روتور) از ابتدای سیم پیچ عبور کرد ، یک EMF در سیم پیچ ظاهر شد و بر این اساس ، یک قطب مغناطیسی ظاهر شد که همان قطب تحریک کننده (روتور) بود.
3) قطب روتور در مرکز سیم پیچ قرار دارد و سیم پیچ حداکثر مقدار EMF را دارد.
4) قطب در حال نزدیک شدن به انتهای سیم پیچ است و EMF به حداقل کاهش می یابد.
5) نقطه صفر بعدی.
6) خط مرکزی قطب جنوب وارد سیم پیچ می شود و چرخه تکرار می شود (7؛ 8؛ 1).