ژنراتور با آهنرباهای نئودیمیم از یک موتور ناهمزمان. ژنراتور ناهمزمان - عناصر اصلی، اصل عملیات و محاسبه پارامترهای اساسی

سازمان های برق موجود بارها بی کفایتی خود را در خدمت رسانی به مصرف کنندگان ثابت کرده اند و روز به روز مردم بیشتری با مشکل تامین برق مواجه هستند. اغلب با قطع برق یا حتی کمبود برقصاحبان عمارت ها و ویلاهای خارج از شهر رو به رو هستند. در این راستا مردم لامپ های نفتی، شمع ها و ژنراتورهای بنزینی را ذخیره می کنند.

اما همیشه امکان خرید وجود ندارد ژنراتور خوب، و ساکنان مجبور می شوند با این سوال روبرو شوند که چگونه با دستان خود ژنراتور بسازند و بسیار کمتر از یک واحد کارخانه برای آن هزینه می کنند.

اصل کار ژنراتور

در تقاضای زیاد، ژنراتور می تواند بر اساس بنزین یا موتور دیزل. در بیشتر موارد، دستگاه اصلی برای تولید برق یک موتور ناهمزمان است که برای شبکه الکتریکی فعال انرژی تولید می کند. ژنراتور بنزینی با موتور ناهمزمان در حال کار است با راندمان بالاو سرعت روتور یک موتور ناهمزمان از خود موتور بیشتر است.

نصب با استفاده از موتور ناهمزمان نه تنها در شرایط خانگی، بلکه در بسیاری از آنها نیز مورد استفاده قرار می گیرد دیگران نیروگاه ها ، مانند:

• نیروگاه های بادی.
• برای کارکرد دستگاه جوش.
• برای پشتیبانی از برق در ارتباط با یک نیروگاه برق آبی کوچک.

در بیشتر موارد، راه اندازی به دلیل اتصال جریان اتفاق می افتد، با این حال، برای ایستگاه های کوچک این کاملا منطقی نیست، زیرا ژنراتور باید برق تولید کند و آن را مصرف نکند. با توجه به این نقطه ضعف، تولید کنندگان به طور فزاینده ای عرضه می کنند دستگاه های خود هیجان انگیز، برای اجرا که فقط به آن نیاز دارید اتصال سریالخازن

با توجه به اینکه سرعت روتور یک ژنراتور ناهمزمان از خود موتور بیشتر است، می تواند برق تولید کند. در رایج ترین مدل های ژنراتورها، برای تولید برق باید حداقل 1500 دور در دقیقه باشد.

برتری سرعت روتور هنگام راه اندازی نسبت به سرعت سنکرون لغزش نامیده می شود و به صورت درصدی از سرعت سنکرون محاسبه می شود، اما از آنجایی که استاتور با سرعت بالا از روتور، جریانی از الکترون های باردار با قطبیت متناوب تشکیل می شود.

هنگام راه اندازی، دستگاه متصل سرعت همزمان و متعاقباً لغزش را کنترل می کند. هنگام خروج از استاتور، الکترون ها در اطراف روتور حرکت می کنند، اما انرژی فعالدر حال حاضر در سیم پیچ استاتور است.

اصل کار موتور تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی است و برای راه اندازی و تولید جریان به قدرت قوی نیاز است. گشتاور. اکثر گزینه مناسببه گفته برقکارها، حفظ سرعت بهینه در کل زمان کارکرد ژنراتور است.

مزایای یک ژنراتور ناهمزمان

ژنراتورهای سنکرون و ناهمزمان دارند طرح های مختلف. طراحی سنکرون پیچیده تر است، حساسیت به افت ولتاژ بیشتر است و بنابراین بهره وری کمتر از ناهمزمان است. سیم پیچ های مغناطیسی روی روتور یک موتور سنکرون قرار می گیرند چرخش روتورو روتور یک ژنراتور ناهمزمان شبیه به چرخ فلایویل معمولی است.

از دست دادن راندمان ژنراتور سنکرون به دلیل ویژگی طراحیحدود 11٪، در حالی که ناهمزمان تا 5٪ ضرر دارد. بنابراین، دستگاه های ناهمزمان هم در زندگی روزمره و هم در صنعت تقاضای بیشتری دارند. افزایش تقاضا به دلیل نه تنها بازدهی بالا، بلکه مزایای دیگر:

• طراحی محفظه ای ساده که می تواند در برابر رطوبت و گرد و غبار محافظت کند که نیاز به نگهداری روزانه را کاهش می دهد.
• مقاومت در برابر نوسانات ولتاژ و وجود یکسو کننده، که به عنوان محافظ برای وسایل الکتریکی متصل عمل می کند.
• توانایی تامین انرژی دستگاه های بسیار حساس مانند دستگاه های جوشکاری، کامپیوترها و لامپ های رشته ای را دارد.
• راندمان بالا و حداقل هزینهانرژی برای گرم کردن خود واحد
• عمر طولانی به دلیل قابلیت اطمینان قطعات و مقاومت آنها در برابر سایش در هنگام استفاده.

به لطف چنین تفاوت های ظریف مثبت، ژنراتور را می توان به مدت 15 سال استفاده کرد و طراحی آن به شما امکان می دهد با دستان خود یک ژنراتور ناهمزمان بسازید.

تراکتور پیاده برای ژنراتور برق

برای ساکنان روستاها و شهرهای خارج از شهر، استفاده از تراکتور پیاده‌رو برای مونتاژ ژنراتور یک نوآوری نیست، زیرا این واحد بسیار متداول است و بسیاری از آنها کار زمینی را با کمک آن انجام می‌دهند، اگرچه یک تراکتور پیاده‌رو است. ، مانند سایر تجهیزات، اغلب است در معرض خرابی.

اگر واحد آسیب جدی ببیند، صاحبان واحد جدید می خرند، اما همه نمی خواهند از واحد قدیمی جدا شوند، بنابراین می توان از واحدهای قدیمی برای خود طراحیژنراتور جریان متناوب 220 ولت. عملکرد موتور قابل ارائه است عملکرد بهینهموتور ناهمزمان در محدوده ولتاژ 220 تا 380. قدرت موتور باید حداقل 15 کیلو وات انتخاب شود و سرعت شفت باید از 800 تا 1500 دور در دقیقه باشد. چنین ویژگی هایی برای اطمینان کامل از شبکه الکتریکی خانه ضروری است. از این گذشته ، با یک موتور کم مصرف نمی توان انرژی کافی به دست آورد ، اما ایجاد یک ژنراتور برای چندین وسایل روشناییغیر منطقی

صنعتگرانی هستند که با دست خود از موتور ناهمزمان مولد باد می سازند اما در هر صورت قبل از مونتاژ ابتدا باید برق مصرفی ساختمان را محاسبه کنید. از این گذشته ، در خانه های کوچک روستایی ممکن است یک تلویزیون یا مته وجود داشته باشد که برای آن وجود خواهد داشت قدرت کافییک ژنراتور الکتریکی که از یک اره برقی معمولی تبدیل شده است.

آماده سازی و مونتاژ مواد

خرید یک موتور ناهمزمان خطر زیان مالی زیادی را به همراه دارد و خود مونتاژ ممکن است به حداقل مهارت های الکتریکی، قطعات و ابزار نیاز داشته باشد. اما اگر تصمیم دارید با دستان خود یک ژنراتور جریان متناوب 220 ولت بسازید، باید برای این کار آماده شوید:

1. برای عملکرد عادیژنراتور، سرعت روتور باید بیشتر از دور موتور باشد. بنابراین، شما باید موتور را از برق جدا کنید و سرعت چرخش روتور را محاسبه کنید، می توانید از سرعت سنج استفاده کنید.
2. سرعت عملکرد ژنراتور آینده را محاسبه کنید. به عنوان مثال: دور موتور 1200 دور در دقیقه است و سرعت عملکرد ژنراتور 1320 دور در دقیقه خواهد بود. این مقدار را می توان با اضافه کردن 10٪ از قرائت سرعت سنج به دور موتور محاسبه کرد.
3. برای کار یک موتور ناهمزمان، خازن هایی با ظرفیت یکسان برای اتصال بین فازها مورد نیاز است.
4. ظرفیت خازن نباید خیلی زیاد باشد، در غیر این صورت گرمای بیش از حد شدید ژنراتور اجتناب ناپذیر است.
5. خازن ها باید عایق باشند و سرعت چرخش محاسبه شده روتور ژنراتور را فراهم کنند.

چنین دستگاه ساده ای در حال حاضر می تواند به عنوان منبع برق استفاده شود، اما از آنجایی که دستگاه تولید می کند ولتاژ بالا، پس بهتر است از آن با ترانسفورماتور کاهنده استفاده شود.

واحد بنزین

برای مونتاژ یک دستگاه بنزینی، با در نظر گرفتن آرایش موازی شفت ها، باید یک تراکتور پیاده روی و یک موتور الکتریکی روی همان قاب نصب شود. از طریق دو قرقره، گشتاور از تراکتور پیاده به موتور منتقل می شود. یک قرقره باید روی شفت واحد بنزینی و دومی روی موتور الکتریکی نصب شود. با توجه به نسبت صحیح اندازه قرقره تعیین خواهد شد سرعتروتور موتور

پس از نصب تمام قطعات و اتصال درایو تسمه، می توانید به قسمت الکتریکی بروید:

1. سیم پیچ موتور الکتریکی باید در یک پیکربندی ستاره ای متصل شود.
2. خازن های متصل به فازها باید یک مثلث تشکیل دهند.
3. بین انتهای سیم پیچ، نقطه میانی 220 ولت و 380 - بین سیم پیچ ها است.

ظرفیت خازن های نصب شده بسته به قدرت موتور الکتریکی انتخاب می شود. این دستگاه برق تولید می کند، به این معنی که باید به زمین متصل شود، در غیر این صورت دستگاه می تواند به سرعت فرسوده شود یا باعث برق گرفتگی فرد شود.

به عنوان یک دستگاه با قدرت کم، می توانید از موتور تک فاز ماشین لباسشویی استفاده کنید. پمپ تخلیهیا دیگر لوازم خانگی. درست مانند یک موتور سه فاز، باید به موازات سیم پیچ وصل شود. شما همچنین می توانید از خازن تغییر فاز در طول طراحی استفاده کنید، اما قدرت باید تا حد مورد نیاز افزایش یابد.

چنین دستگاه های سادهبا موتور تک فاز می توان برای روشنایی خانه یا اتصال وسایل برقی کم مصرف استفاده کرد. در این حالت، تغییر مدار ممکن است امکان اتصال دستگاه به بخاری یا کوره الکتریکی را فراهم کند. دستگاه های مشابه را می توان به همان روش با استفاده از نئودیمیم یا دیگر آهنرباهای دائمی ساخت.

مزایای طراحی خانگی

اصلی و مزیت مهمپس انداز است. برای نسخه خانگیبسیار کمتر طول خواهد کشید سرمایه گذاری های نقدینسبت به آنالوگ های کارخانه

اگر خودتان آن را به درستی مونتاژ کنید، تجهیزات الکتریکی می توانند کاملاً قابل اعتماد و کارآمد باشند.

تنها عیب چنین دستگاهی این است که درک تمام پیچیدگی های مونتاژ و ساخت دستگاه برای یک مبتدی دشوار است. در اتصال نادرستو مجامع، خسارت جبران ناپذیری امکان پذیر است که پس از آن زمان و هزینه صرف شده به هدر خواهد رفت.

نیروگاه های آبی و بادی

علاوه بر دستگاه های بنزینی، طرح های دیگری نیز وجود دارد. شفت موتور الکتریکی را می توان با استفاده از آسیاب بادی یا جریان آب به حرکت درآورد. طرح ها ساده ترین نیستند، اما به لطف آنها، می توانید بدون استفاده از بنزین یا سوخت دیزل انجام دهید.

شما می توانید دستگاهی مانند هیدروژنراتور را خودتان مونتاژ کنید. اگر رودخانه ای در نزدیکی خانه جاری باشد، می توان از آب به عنوان نیرویی برای چرخاندن شفت استفاده کرد. در این حالت یک چرخ هیدرولیک با تیغه در بستر رودخانه نصب می شود. این باعث ایجاد جریانی می شود که توربین و شفت موتور الکتریکی را می چرخاند و بسته به تعداد توربین ها و پره های نصب شده، جریان آب و ولتاژ ژنراتور افزایش یا کاهش می یابد.

طراحی توربین بادی کمی پیچیده تر است، زیرا بار بادیک مقدار ثابت نیست سرعت آسیاب بادی که به شفت موتور منتقل می شود باید بسته به سرعت مورد نیاز موتور الکتریکی تنظیم شود. رگولاتور در این مکانیزم گیربکس است. پیچیدگی طراحی در این واقعیت نهفته است که وقتی باد افزایش می‌یابد، به یک گیربکس کاهش‌دهنده نیاز است و زمانی که باد کاهش می‌یابد، به یک گیربکس پله‌آپ نیاز است.

تمام دستگاه های ناهمزمان که برق تولید می کنند، سطح خطر بیشتری دارند و بنابراین نیاز به عایق دارند. چنین تجهیزاتی باید با دقت بسیار مورد استفاده قرار گیرند و از شرایط آب و هوایی خارجی پنهان نگه داشته شوند:

• دستگاه های مستقل مجهز به سنسورهای اندازه گیری برای ثبت داده های عملیاتی هستند. نصب سرعت سنج و ولت متر توصیه می شود.
• نصب سوئیچ یا دکمه های جداگانه روشن و خاموش.
• دستگاه باید ارت باشد.
• راندمان یک دستگاه ناهمزمان می تواند 30-50٪ کاهش یابد که یک پدیده اجتناب ناپذیر در طول تبدیل است. انرژی الکتریکیاز مکانیکی
• نظارت بر دمای نصب و حالت عملکرد ضروری است، زیرا ممکن است دستگاه بیش از حد گرم شود بیکار.

این قوانین ساده کار را دنبال کنید و دستگاه برای مدت طولانی کار می کند و باعث ناراحتی نمی شود.

با اينكه دستگاه خانگیو به راحتی مونتاژ می شود، نیاز به تلاش، تمرکز هنگام کار با سازه و اتصال صحیحشبکه های الکتریکی از نظر مالی توصیه می شود در صورت داشتن موتور بدون استفاده در حال کار، دستگاهی از این نوع را مونتاژ کنید. در غیر این صورت، عنصر اصلی دستگاه نصف قیمت نصب بازار خواهد شد. برای افزایش طول عمر ژنراتور بهتر است یک باد یا ژنراتور دیگر از قطعات اثبات شده و کاربردی مونتاژ شود.

برای نیازهای ساخت یک ساختمان مسکونی یا کلبه خصوصی، یک صنعتگر خانگی ممکن است به یک منبع انرژی الکتریکی مستقل نیاز داشته باشد که می توان آن را در فروشگاه خریداری کرد یا با دستان خود از قطعات موجود مونتاژ کرد.

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

اگر محلی ها اجازه دهند شرایط طبیعیمثلاً بادهای مکرر می وزد یا منبعی نزدیک است آب جاری، سپس می توانید یک توربین بادی یا هیدرولیک ایجاد کنید و آن را به یک موتور سه فاز ناهمزمان برای تولید برق متصل کنید.

به لطف چنین دستگاهی، شما دائماً کار می کنید منبع جایگزینبرق مصرف انرژی از شبکه های عمومی را کاهش می دهد و به شما امکان می دهد در پرداخت آن صرفه جویی کنید.

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

نحوه انتخاب یک موتور ناهمزمان برای یک ژنراتور بر اساس طراحی و ویژگی ها

ویژگی های تکنولوژیکی

اساس یک ژنراتور خانگی است موتور الکتریکی ناهمزمان جریان سه فازبا:

• فاز؛
• یا روتور قفس سنجاب.

دستگاه استاتور

هسته های مغناطیسی استاتور و روتور از صفحات فولادی الکتریکی عایق ساخته شده اند که در آنها شیارهایی برای قرار دادن سیم های سیم پیچ ایجاد می شود.

طبق نمودار زیر می توان سه سیم پیچ استاتور جداگانه را در کارخانه وصل کرد:

• ستاره ها؛
• یا مثلث

پایانه های آنها در داخل جعبه ترمینال وصل شده و با جامپرها متصل می شوند. کابل برق نیز در اینجا نصب می شود.

در برخی موارد، سیم ها و کابل ها ممکن است به روش های دیگری متصل شوند.

ولتاژهای متقارن به هر فاز از موتور ناهمزمان عرضه می شود که در امتداد زاویه به اندازه یک سوم دایره جابجا شده است. آنها در سیم پیچ ها جریان ایجاد می کنند.

بیان این مقادیر به صورت برداری راحت است.

ویژگی های طراحی روتور

موتورهای روتور زخمی

آنها مجهز به سیم پیچی هستند که مانند سیم پیچ استاتور ساخته شده است، و سرنخ های هر یک به حلقه های لغزنده متصل می شوند که از طریق برس های فشار، تماس الکتریکی را با مدار راه اندازی و تنظیم برقرار می کنند.

ساخت این طرح بسیار دشوار و گران است. این نیاز به نظارت دوره ای عملکرد و تعمیر و نگهداری واجد شرایط دارد. به این دلایل، استفاده از آن در این طرح برای یک ژنراتور خانگی منطقی نیست.

اما اگر موتور مشابهی وجود داشته باشد و هیچ استفاده دیگری برای آن وجود نداشته باشد، سرنخ های هر سیم پیچ (آن انتهایی که به حلقه ها متصل هستند) می توانند در بین خود اتصال کوتاه کنند. به این ترتیب روتور زخمی به یک اتصال کوتاه تبدیل می شود. می توان آن را طبق هر طرحی که در زیر مورد بحث قرار می گیرد متصل کرد.

موتورهای قفس سنجابی

آلومینیوم در داخل شیارهای مدار مغناطیسی روتور ریخته می شود. سیم پیچ به شکل یک قفس سنجاب دوار (که برای آن چنین نام اضافی دریافت کرد) با حلقه های بلوز که در انتها اتصال کوتاه دارند ساخته شده است.

این بیشترین است مدار سادهموتوری که فاقد کنتاکت های متحرک است. به همین دلیل، برای مدت طولانی بدون دخالت برق کار می کند و با افزایش قابلیت اطمینان مشخص می شود. توصیه می شود از آن برای ایجاد یک ژنراتور خانگی استفاده کنید.

علامت گذاری روی محفظه موتور

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

• ، مشخص کردن کیفیت محافظت از مسکن در برابر تأثیرات محیطی؛
• مصرف برق؛
• سرعت؛
• نمودار اتصال سیم پیچ؛
• جریان بار مجاز؛
• راندمان و کسینوس φ.

اصل عملکرد یک موتور ناهمزمان به عنوان یک ژنراتور

اجرای آن بر اساس روش برگشت پذیری یک ماشین الکتریکی است. اگر موتوری که از ولتاژ برق جدا شده است، شروع به چرخش اجباری روتور با سرعت طراحی کند، به دلیل وجود انرژی باقیمانده، یک EMF در سیم پیچ استاتور القا می شود. میدان مغناطیسی.

تنها چیزی که باقی می ماند این است که یک بانک خازن با درجه مناسب را به سیم پیچ ها وصل کنید و یک جریان هدایت کننده خازنی از آنها عبور می کند که خاصیت مغناطیسی دارد.

برای اینکه خود تحریک ژنراتور اتفاق بیفتد و یک سیستم متقارن از ولتاژهای سه فاز روی سیم‌پیچ‌ها تشکیل شود، لازم است ظرفیت خازن‌ها بیشتر از یک مقدار بحرانی خاص انتخاب شود. علاوه بر ارزش آن، قدرت خروجی به طور طبیعی تحت تأثیر طراحی موتور است.

برای تولید عادی انرژی سه فاز با فرکانس 50 هرتز، لازم است سرعت روتوری حفظ شود که با مقدار لغزش S از جزء ناهمزمان فراتر رود که در محدوده S=2÷10٪ قرار دارد. باید در سطح فرکانس سنکرون حفظ شود.

انحراف سینوسی از مقدار فرکانس استاندارد بر عملکرد تجهیزات با موتورهای الکتریکی تأثیر منفی می گذارد: اره ها، هواپیماها، ماشین های مختلف و ترانسفورماتورها. این عملاً تأثیری بر بارهای مقاومتی با عناصر گرمایشی و لامپ های رشته ای ندارد.

نمودارهای اتصال الکتریکی

در عمل، تمام روش های رایج برای اتصال سیم پیچ های استاتور یک موتور ناهمزمان استفاده می شود. با انتخاب یکی از آنها ایجاد می کنند شرایط مختلفبرای عملیات تجهیزات و تولید ولتاژ با مقادیر خاص.

مدارهای ستاره ای

گزینه محبوب برای اتصال خازن ها

نمودار سیم کشی برای یک موتور القایی با سیم پیچ های متصل به ستاره برای عملکرد به عنوان یک ژنراتور شبکه سه فازظاهری استاندارد دارد.

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

این گزینه بسیار محبوب است. این به شما امکان می دهد سه گروه از مصرف کنندگان را از دو سیم پیچ تغذیه کنید:

• دو ولتاژ 220 ولت;
• یک - 380.

خازن های کار و راه اندازی با استفاده از کلیدهای جداگانه به مدار متصل می شوند.

بر اساس همان مدار، می توانید با اتصال خازن ها به یک سیم پیچ یک موتور ناهمزمان، یک ژنراتور خانگی ایجاد کنید.

نمودار مثلثی

هنگام مونتاژ سیم پیچ های استاتور در یک پیکربندی ستاره ای، ژنراتور ولتاژ سه فاز 380 ولت تولید می کند. اگر آنها را به یک مثلث تغییر دهید - 220.

سه طرح نشان داده شده در تصاویر بالا، اساسی هستند، اما نه تنها. بر اساس آنها می توان روش های اتصال دیگری ایجاد کرد.

نحوه محاسبه مشخصات ژنراتور بر اساس توان موتور و ظرفیت خازن

برای ایجاد شرایط عملیاتی عادی برای یک ماشین الکتریکی، لازم است برابری ولتاژ و توان نامی آن در حالت ژنراتور و موتور الکتریکی حفظ شود.

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

Q=2π∙f∙C∙U 2

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

С=Q/2π∙f∙U 2

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

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

خازن های راه اندازی سری K78-17 و خازن های مشابه با ولتاژ کاری 400 ولت یا بیشتر برای استفاده به عنوان بخشی از باتری خازنی مناسب هستند. کاملاً قابل قبول است که آنها را با نمونه های کاغذ فلزی با نام های مناسب جایگزین کنید. آنها باید به صورت موازی مونتاژ شوند.

ارزش استفاده از مدل های خازن های الکترولیتی برای کار در مدارهای یک ژنراتور خانگی ناهمزمان را ندارد. آنها برای زنجیر طراحی شده اند جریان مستقیم، و هنگام عبور از یک سینوسی که در جهت تغییر می کند، به سرعت از بین می روند.

یک طرح ویژه برای اتصال آنها برای چنین اهدافی وجود دارد، زمانی که هر نیمه موج توسط دیودها به مجموعه خود هدایت می شود. اما کاملاً پیچیده است.

طرح

دستگاه خودمختار نیروگاه باید به طور کامل از تجهیزات عملیاتی پشتیبانی کند و به صورت یک ماژول واحد اجرا شود، از جمله یک تابلو برق لولایی با دستگاه های:

• اندازه گیری - با ولت متر تا 500 ولت و فرکانس متر.
• سوئیچینگ بار - سه کلید (یکی معمولی ولتاژ را از ژنراتور به مدار مصرف کننده تامین می کند و دو سوئیچ دیگر خازن ها را وصل می کنند).
• حفاظت - از بین بردن عواقب اتصال کوتاهیا اضافه بار و)، نجات کارگران از خرابی عایق و پتانسیل فاز ورود به مسکن.

افزونگی منبع تغذیه اصلی

هنگام ایجاد یک ژنراتور خانگی، لازم است از سازگاری آن با مدار زمین تجهیزات کار اطمینان حاصل شود و زمانی که عمر باتری- به طور ایمن به .

اگر نیروگاهی برای تامین برق پشتیبان دستگاه هایی که از شبکه دولتی کار می کنند ایجاد شود، باید در هنگام قطع ولتاژ از خط از آن استفاده کرد و در صورت بازیابی باید متوقف شود. برای این منظور کافی است کلیدی نصب کنید که تمامی فازها را به طور همزمان کنترل کند یا وصل شود سیستم پیچیدهروشن شدن خودکار برق پشتیبان

انتخاب ولتاژ

مدار 380 ولت خطر آسیب به انسان را افزایش می دهد. در موارد شدید، زمانی که امکان عبور با مقدار فاز 220 وجود ندارد، استفاده می شود.

اضافه بار ژنراتور

چنین حالت هایی باعث گرم شدن بیش از حد سیم پیچ ها با تخریب بعدی عایق می شود. آنها زمانی اتفاق می‌افتند که جریان عبوری از سیم‌پیچ‌ها به دلایل زیر بیشتر شود:

1. انتخاب نادرست ظرفیت خازن؛
2. اتصال مصرف کننده های توان بالا

در حالت اول، لازم است شرایط حرارتی را در هنگام بیکاری به دقت کنترل کنید. در صورت گرم شدن بیش از حد، ظرفیت خازن ها باید تنظیم شود.

ویژگی های اتصال مصرف کنندگان

توان کل 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 از مقدار نامی تجاوز کند. این باید هنگام اتصال مصرف کنندگان در نظر گرفته شود و آنها را به طور مساوی در بین فازها توزیع کنید.

هنگامی که یک ژنراتور خانگی برای کار در دو فاز طراحی شده است، نمی تواند به طور ایمن برق بیش از 2/3 کل ارزش تولید کند و اگر فقط یک فاز درگیر باشد، تنها 1/3.

کنترل فرکانس

فرکانس سنج به شما امکان می دهد این نشانگر را کنترل کنید. هنگامی که در طراحی یک ژنراتور خانگی نصب نشده است، می توانید از روش غیر مستقیم استفاده کنید: در حالت بیکار، ولتاژ خروجی 4-6٪ در فرکانس 50 هرتز از 380/220 اسمی فراتر می رود.

یکی از گزینه های ساخت ژنراتور خانگی از موتور ناهمزمان و قابلیت های آن توسط صاحبان کانال ماریا و الکساندر کوستنکو در ویدیوی آنها نشان داده شده است.

کالاها

این اختراع مربوط به رشته مهندسی برق و مهندسی قدرت، به ویژه روش ها و تجهیزات برای تولید انرژی الکتریکی است و می تواند در سیستم های خودمختارمنبع تغذیه، اتوماسیون و لوازم خانگی، در حمل و نقل هوایی، دریایی و جاده ای.

به واسطه راه غیر استانداردنسل، و طرح اصلیحالت های موتور ژنراتور، ژنراتور و موتور الکتریکی در یک فرآیند ترکیب شده و به طور جدایی ناپذیری به هم مرتبط هستند. در نتیجه، هنگامی که یک بار متصل می شود، برهمکنش میدان های مغناطیسی استاتور و روتور یک گشتاور را تشکیل می دهد که در جهت با گشتاور ایجاد شده توسط درایو خارجی مطابقت دارد.

به عبارت دیگر، با افزایش توان مصرفی بار ژنراتور، روتور موتور ژنراتور شروع به شتاب گرفتن می کند و توان مصرفی درایو خارجی به همین ترتیب کاهش می یابد.

مدتهاست که شایعاتی در اینترنت منتشر شده است مبنی بر اینکه یک ژنراتور با آرماتور حلقه گرم قادر به تولید انرژی الکتریکی بیشتر از انرژی مکانیکی است و این به این دلیل است که گشتاور ترمز تحت بار وجود ندارد.

نتایج آزمایشاتی که منجر به اختراع موتور ژنراتور شد.

مدت هاست که شایعاتی در اینترنت منتشر شده است مبنی بر اینکه ژنراتور با آرمیچر حلقه گرم قادر به تولید انرژی الکتریکی بیشتر از انرژی مکانیکی است و این به دلیل عدم وجود گشتاور ترمز تحت بار است. این اطلاعات ما را بر آن داشت تا یک سری آزمایش با سیم پیچی 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 حلقوی پیچیده شد.

1) در ابتدا وزنه های سیم پیچ به صورت سری متصل شدند، پایانه های بار به صورت قطری قرار گرفتند. یک آهنربای دائمی با قابلیت چرخش در مرکز سیم پیچ قرار داشت.

پس از اینکه آهنربا با استفاده از درایو به حرکت درآمد، بار وصل شد و دورهای درایو با سرعت سنج لیزری اندازه گیری شد. همانطور که انتظار می رفت، سرعت موتور محرک شروع به کاهش کرد. هر چه بار مصرف انرژی بیشتر باشد، سرعت کاهش می یابد.

2) برای درک بهتر فرآیندهای رخ داده در سیم پیچ، به جای بار، یک میلی‌متر DC متصل شد.
هنگامی که آهنربا به آرامی می چرخد، می توانید قطبیت و بزرگی سیگنال خروجی را در یک موقعیت معین از آهنربا مشاهده کنید.

از شکل ها می توان دریافت که وقتی قطب های آهنربا در مقابل پایانه های سیم پیچ قرار دارند (شکل 4; 8)، جریان در سیم پیچ 0 است. هنگامی که آهنربا زمانی که قطب ها در مرکز سیم پیچ قرار دارند، قرار می گیرد، ما دارای حداکثر مقدار جریان (شکل 2; 6).

3) در مرحله بعدی آزمایش ها فقط از نیمی از سیم پیچ استفاده شد. آهنربا نیز به آرامی می چرخید و خوانش های دستگاه ثبت می شد.

قرائت ابزار کاملاً با آزمایش قبلی مطابقت داشت (شکل 1-8).

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

وقتی بار وصل شد، درایو شروع به افزایش سرعت کرد!

به عبارت دیگر، در هنگام برهمکنش قطب های آهنربا و قطب های تشکیل شده در سیم پیچ با هسته مغناطیسی، هنگامی که جریان از سیم پیچ عبور می کند، گشتاوری ظاهر می شود که در امتداد جهت گشتاور ایجاد شده توسط موتور محرک هدایت می شود.

شکل 1، هنگام اتصال بار، درایو به شدت در حال ترمزگیری است. شکل 2، هنگامی که یک بار متصل می شود، درایو شروع به شتاب گرفتن می کند.

5) برای درک آنچه اتفاق می افتد، تصمیم گرفتیم نقشه ای از قطب های مغناطیسی ایجاد کنیم که در سیم پیچ ها هنگام عبور جریان از آنها ظاهر می شوند. برای رسیدن به این هدف، یک سری آزمایش انجام شد. سیم‌پیچ‌ها به روش‌های مختلفی به هم متصل می‌شدند و پالس‌های جریان مستقیم به انتهای سیم‌پیچ‌ها اعمال می‌شد. در این حالت، یک آهنربای دائمی به فنر متصل شده بود و به نوبه خود در کنار هر یک از 24 سیم پیچ قرار داشت.

بر اساس واکنش آهنربا (اعم از دفع یا جذب آن)، نقشه ای از قطب های آشکار تهیه شد.

از تصاویر می توانید ببینید که چگونه قطب های مغناطیسی در سیم پیچ ها هنگام روشن شدن متفاوت ظاهر می شوند (مستطیل های زرد رنگ در تصاویر منطقه خنثی میدان مغناطیسی هستند).

هنگام تغییر قطبیت پالس، قطب ها، همانطور که انتظار می رفت، به عکس تغییر کردند، بنابراین انواع مختلفسیم پیچ های روشن با یک قطب قدرت کشیده می شوند.

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

با بیشتر تجزیه و تحلیل دقیق، مشخص شد که توزیع قطب ها در اطراف دایره و "اندازه" منطقه خنثی کاملاً متفاوت است. نیرویی که با آن آهنربا از سیم پیچ ها و مدار مغناطیسی جذب یا دفع شده است با سایه شیب قطب ها نشان داده می شود.

7) هنگام مقایسه داده های تجربی شرح داده 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 دیگری نیز مشخص شد. در طول هر دو آزمایش، یک ولت متر به موازات بار و یک آمپر متر به صورت سری با بار روشن می شد. اگر قرائت دستگاه از آزمایش اول (نقطه 1) 1 در نظر گرفته شود، در آزمایش دوم (نقطه 4)، قرائت ولت متر نیز برابر با 1 بود. قرائت آمپرمتر از نتایج آزمایش اول 0.005 بود.

8) بر اساس آنچه در پاراگراف قبل بیان شد، منطقی است که فرض کنیم اگر یک شکاف غیر مغناطیسی (هوا) در قسمت بلااستفاده مدار مغناطیسی ایجاد شود، در این صورت قدرت جریان در سیم پیچ باید افزایش یابد.

پس از ایجاد شکاف هوا، آهنربا دوباره به موتور محرک متصل شد و تا حداکثر سرعت چرخید. قدرت فعلی در واقع چندین بار افزایش یافت و تقریباً 0.5 از نتایج آزمایش در نقطه 1 بود.
اما در همان زمان یک گشتاور ترمز روی درایو ظاهر شد.

9) با استفاده از روش تشریح شده در بند 5، نقشه ای از قطب های این سازه تدوین شد.

10) بیایید دو گزینه را با هم مقایسه کنیم

دشوار نیست که فرض کنیم اگر شکاف هوا در هسته مغناطیسی افزایش یابد، آرایش هندسی قطب های مغناطیسی مطابق شکل 2 باید به همان ترتیب شکل 1 نزدیک شود. و این به نوبه خود باید منجر به اثر شود. شتاب دادن به درایو، که در بند 4 توضیح داده شده است (هنگام اتصال بار، به جای ترمز، گشتاور اضافی برای گشتاور محرک ایجاد می شود).

11) پس از افزایش شکاف در مدار مغناطیسی به حداکثر (تا لبه های سیم پیچ)، هنگامی که یک بار به جای ترمز وصل شد، درایو دوباره شروع به افزایش سرعت کرد.

در این مورد، نقشه قطب های سیم پیچ با هسته مغناطیسی به نظر می رسد:

بر اساس اصل پیشنهادی تولید برق، می توان ژنراتورهای جریان متناوب را طراحی کرد که در هنگام افزایش قدرت الکتریکیتحت بار، نیازی به افزایش ندارد قدرت مکانیکیراندن.

اصل عملکرد موتور ژنراتور

با توجه به پدیده القای الکترومغناطیسیهنگامی که شار مغناطیسی عبوری از مدار بسته تغییر می کند، یک emf در مدار ظاهر می شود.

طبق قانون لنز: یک جریان القایی که در یک مدار رسانای بسته ایجاد می شود دارای جهتی است که میدان مغناطیسی ایجاد شده با تغییر شار مغناطیسی که باعث ایجاد جریان شده است مقابله می کند. در این حالت، دقیقاً نحوه حرکت شار مغناطیسی نسبت به مدار مهم نیست (شکل 1-3).

روش EMF هیجان انگیز در موتور ژنراتور ما مشابه شکل 3 است. این روش به ما امکان می دهد از قانون Lenz برای افزایش گشتاور روی روتور (سلف) استفاده کنیم.

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

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

هنگامی که یک بار متصل می شود، جریان در سیم پیچ شروع به جریان می کند و قطب های میدان مغناطیسی که در سیم پیچ ها ایجاد می شود، طبق قانون E.H. Lenz، به سمت شار مغناطیسی که آنها را برانگیخته است هدایت می کنند.
از آنجایی که سیم پیچ با هسته در امتداد یک قوس دایره ای قرار دارد، میدان مغناطیسی روتور در امتداد پیچ ​​ها (قوس دایره ای) سیم پیچ حرکت می کند.

در این حالت، در ابتدای سیم پیچ، طبق قانون لنز، یک قطب مشابه با قطب سلف ظاهر می شود و در انتهای دیگر آن مخالف است. از آنجایی که مانند قطب‌ها دفع می‌شوند و قطب‌های مخالف جذب می‌شوند، سلف تمایل دارد موقعیتی را اتخاذ کند که مطابق با عمل این نیروها باشد، که یک گشتاور اضافی در جهت چرخش روتور ایجاد می‌کند. حداکثر القای مغناطیسی در سیم پیچ در لحظه ای حاصل می شود که خط مرکزی قطب سلف در مقابل وسط سیم پیچ باشد. با حرکت بیشتر سلف، القای مغناطیسی سیم پیچ کاهش می یابد و در لحظه ای که خط مرکزی قطب سلف از سیم پیچ خارج می شود، 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 پیچی که قطب اول از آن شروع به دور شدن می کند شروع به فشار دادن آن می کند. با افزایش نیرو دور شود.

نقاشی ها:
1) نقطه صفر، قطب های سلف (روتور) به طور متقارن به لبه های مختلف سیم پیچ در سیم پیچ EMF = 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 ظاهر شد. قطب مغناطیسییکسان با قطب تحریک کننده (روتور).
3) قطب روتور در مرکز سیم پیچ و EMF در حداکثر مقدار خود در سیم پیچ قرار دارد.
4) قطب به انتهای سیم پیچ نزدیک می شود و emf به حداقل می رسد.
5) نقطه صفر بعدی.
6) خط مرکزی قطب جنوبوارد سیم پیچ می شود و چرخه تکرار می شود (7;8;1).

در مهندسی برق، به اصطلاح اصل برگشت پذیری وجود دارد: هر وسیله ای که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل کند نیز می تواند انجام دهد. کار معکوس. اصل عملکرد بر اساس آن است ژنراتورهای الکتریکی، چرخش روتورهای آن باعث پیدایش می شود جریان الکتریسیتهدر سیم پیچ های استاتور

از نظر تئوری، امکان تبدیل و استفاده از هر موتور ناهمزمان به عنوان ژنراتور وجود دارد، اما برای این کار، اولاً، درک اصل فیزیکی، و ثانیاً، ایجاد شرایطی که این تبدیل را تضمین می کند، ضروری است.

میدان مغناطیسی دوار اساس مدار ژنراتور ساخته شده از یک موتور ناهمزمان است

در یک ماشین الکتریکی که در ابتدا به عنوان یک ژنراتور ایجاد می شود، دو سیم پیچ فعال وجود دارد: سیم پیچ تحریکی که روی آرمیچر قرار دارد و سیم پیچ استاتور که در آن جریان الکتریکی ایجاد می شود. اصل عملکرد آن بر اساس اثر القای الکترومغناطیسی است: یک میدان مغناطیسی دوار جریان الکتریکی را در سیم پیچی که تحت تأثیر آن است تولید می کند.

میدان مغناطیسی در سیم پیچ آرمیچر از ولتاژی که معمولاً از آن تامین می شود ایجاد می شود و چرخش آن توسط هر وسیله فیزیکی حتی قدرت عضلانی شخصی شما فراهم می شود.

طراحی موتور الکتریکی با روتور قفس سنجابی (این میزان 90 درصد تمام ماشین های الکتریکی اجرایی است) امکان تامین ولتاژ تغذیه سیم پیچ آرمیچر را فراهم نمی کند.

بنابراین، مهم نیست که چقدر شفت موتور را بچرخانید، هیچ جریان الکتریکی در پایانه های تغذیه آن ایجاد نمی شود.

کسانی که می خواهند آن را به ژنراتور تبدیل کنند باید خودشان یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد کنند.

ما پیش شرط هایی را برای دوباره کاری ایجاد می کنیم

موتورهایی که با جریان متناوب کار می کنند، ناهمزمان نامیده می شوند. این به این دلیل است که میدان مغناطیسی دوار استاتور کمی جلوتر از سرعت چرخش روتور است.

با استفاده از همان اصل برگشت پذیری، به این نتیجه می رسیم که برای شروع به تولید جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی دوار استاتور باید از روتور عقب بماند یا حتی در جهت مخالف باشد. دو راه برای ایجاد یک میدان مغناطیسی دوار که با چرخش روتور عقب است یا مخالف است وجود دارد.

با بار راکتیو سرعت آن را کاهش دهید. برای انجام این کار، لازم است به عنوان مثال، یک بانک خازن قدرتمند در مدار قدرت یک موتور الکتریکی که در حالت عادی (نه تولید) کار می کند، قرار دهید. این قادر به جمع آوری جزء واکنشی جریان الکتریکی - انرژی مغناطیسی است. این ویژگی اخیراً توسط کسانی که می خواهند در کیلووات ساعت صرفه جویی کنند به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است.

به طور دقیق، صرفه جویی واقعی در مصرف انرژی وجود ندارد، مصرف کننده به سادگی از کنتور برق کمی بر اساس مبنای قانونی تقلب می کند.

شارژ انباشته شده توسط بانک خازن در پادفاز با شارژ ایجاد شده توسط ولتاژ تغذیه قرار دارد و آن را کاهش می دهد. در نتیجه موتور الکتریکی شروع به تولید جریان و ارسال مجدد آن به شبکه می کند.

اگر فقط از موتورهای پرقدرت در خانه استفاده کنید شبکه تک فازنیاز به دانش خاصی در

برای اتصال همزمان مصرف کنندگان برق به سه فاز، از یک دستگاه الکترومکانیکی ویژه - یک استارت مغناطیسی، در مورد ویژگی ها استفاده می شود. نصب صحیحکه می توانید بخوانید.

در عمل از این اثر در خودروهای برقی استفاده می شود. به محض اینکه یک لوکوموتیو برقی، تراموا یا ترالی‌بوس سرازیر می‌شود، یک باتری خازن به مدار قدرت موتور کششی متصل می‌شود و انرژی الکتریکی به شبکه آزاد می‌شود (باور نکنید کسانی که ادعا می‌کنند حمل و نقل الکتریکی گران است، تقریباً این کار را فراهم می‌کند. 25 درصد از انرژی خود).

این روش برای به دست آوردن انرژی الکتریکی تولید خالص نیست. برای انتقال عملکرد یک موتور ناهمزمان به حالت ژنراتور، استفاده از روش خود تحریکی ضروری است.

خود تحریک یک موتور ناهمزمانو انتقال آن به حالت تولید ممکن است به دلیل وجود میدان مغناطیسی باقیمانده در آرمیچر (روتور) رخ دهد. بسیار کوچک است، اما می تواند یک EMF تولید کند که خازن را شارژ می کند. پس از وقوع اثر خود تحریکی، بانک خازن توسط جریان الکتریکی تولید شده انرژی می گیرد و فرآیند تولید پیوسته می شود.

اسرار ساخت ژنراتور از موتور ناهمزمان

برای تبدیل یک موتور الکتریکی به ژنراتور، باید از باتری های خازن غیر قطبی استفاده کنید. خازن های الکترولیتی برای این کار مناسب نیستند. که در موتورهای سه فازخازن ها به صورت ستاره ای روشن می شوند، که اجازه می دهد تولید با سرعت های پایین تر روتور شروع شود، اما ولتاژ خروجی کمی کمتر از اتصال مثلث خواهد بود.

شما همچنین می توانید یک ژنراتور از یک موتور ناهمزمان تک فاز بسازید. اما فقط آنهایی که دارای روتور قفس سنجابی هستند برای این کار مناسب هستند و از خازن تغییر فاز برای راه اندازی استفاده می شود. موتورهای تک فاز کموتاتور برای تبدیل مناسب نیستند.

از همین رو استاد خانهباید بر اساس یک ملاحظه ساده باشد: وزن کل بانک خازن باید برابر یا کمی بیشتر از وزن خود موتور الکتریکی باشد.

در عمل، این به این واقعیت منجر می شود که ایجاد یک ژنراتور ناهمزمان به اندازه کافی قدرتمند تقریبا غیرممکن است، زیرا هرچه سرعت موتور نامی کمتر باشد، وزن آن بیشتر است.

ما سطح کارایی را ارزیابی می کنیم - آیا سودآور است؟

همانطور که می بینید، گرفتن یک موتور الکتریکی برای تولید جریان نه تنها در حدس و گمان های نظری امکان پذیر است. اکنون باید بفهمیم که تلاش برای "تغییر جنسیت" یک ماشین الکتریکی چقدر موجه است.


در بسیاری از نشریات نظری، مزیت اصلی موارد ناهمزمان سادگی آنهاست. راستش این فریب است. طراحی یک موتور ساده تر از یک ژنراتور سنکرون نیست. البته یک ژنراتور ناهمزمان مدار تحریک الکتریکی ندارد، اما با یک بانک خازن جایگزین می شود که به خودی خود یک دستگاه فنی پیچیده است.

اما خازن ها نیازی به نگهداری ندارند و انرژی دریافت می کنند که انگار بیهوده - ابتدا از میدان مغناطیسی باقی مانده روتور و سپس از جریان الکتریکی تولید شده. این اصلی ترین و عملاً تنها مزیت ماشین های ژنراتور ناهمزمان است - آنها نیازی به سرویس ندارند.

مزیت دیگر این گونه ماشین های الکتریکی این است که جریانی که تولید می کنند تقریباً فاقد هارمونیک های بالاتر است. به این اثر «عامل روشن» می گویند. برای افرادی که از تئوری مهندسی برق دور هستند، می توان اینگونه توضیح داد: هر چه ضریب شفاف کمتر باشد، الکتریسیته کمتری برای گرمایش بی فایده، میدان های مغناطیسی و سایر "ننگ" الکتریکی هدر می رود.

برای ژنراتورهای ساخته شده از یک موتور سه فاز ناهمزمان، ضریب روشن معمولاً در 2٪ است، زمانی که ماشین های سنکرون سنتی حداقل 15 تولید می کنند. با این حال، با در نظر گرفتن فاکتور واضح در شرایط داخلی، هنگام اتصال به شبکه انواع متفاوتلوازم الکتریکی ( ماشین های لباسشوییدارای بار القایی زیاد)، عملا غیرممکن است.

تمام خواص دیگر ژنراتورهای ناهمزمان منفی است. به عنوان مثال، این موارد شامل عدم امکان عملی اطمینان از فرکانس صنعتی نامی جریان تولید شده است. بنابراین، آنها تقریبا همیشه با دستگاه های یکسو کننده همراه می شوند و برای شارژ باتری ها استفاده می شوند.

علاوه بر این، چنین ماشین های الکتریکی نسبت به تغییرات بار بسیار حساس هستند. اگر ژنراتورهای سنتی از باتری برای تحریک استفاده می کنند که دارد سهام بزرگقدرت الکتریکی، سپس خود بانک خازن بخشی از انرژی را از جریان تولید شده می گیرد.

اگر بار یک ژنراتور خانگی از یک موتور ناهمزمان از مقدار اسمی بیشتر شود، آنگاه برق کافی برای شارژ مجدد نخواهد داشت و تولید متوقف می شود. گاهی اوقات از باتری های خازنی استفاده می شود که حجم آنها بسته به بار به صورت دینامیکی تغییر می کند.

با این حال، این به طور کامل مزیت "سادگی مدار" را از دست می دهد.

ناپایداری فرکانس جریان تولید شده، تغییراتی که تقریباً همیشه تصادفی است، قابل کنترل نیست توضیح علمیو بنابراین نمی توان آنها را در نظر گرفت و جبران کرد، شیوع کم ژنراتورهای ناهمزمان در زندگی روزمره و اقتصاد ملی را از پیش تعیین کرد.

عملکرد یک موتور ناهمزمان به عنوان یک ژنراتور در ویدئو

اغلب نیاز به تامین منبع تغذیه مستقل وجود دارد خانه روستایی. در چنین شرایطی، یک ژنراتور DIY ساخته شده از یک موتور ناهمزمان کمک خواهد کرد. با داشتن مهارت های خاصی در کار با تجهیزات الکتریکی، ساختن آن به تنهایی کار دشواری نیست.

اصل عملیات

موتورهای القایی به دلیل طراحی ساده و عملکرد کارآمد، کاربرد گسترده ای در صنعت دارند. آنها بخش قابل توجهی از تمام موتورها را تشکیل می دهند. اصل کار آنها ایجاد میدان مغناطیسی با عمل جریان الکتریکی متناوب است.

آزمایشات این چرخش را ثابت کرده است قاب فلزیدر یک میدان مغناطیسی می توان جریان الکتریکی را در آن القا کرد که ظاهر آن با درخشش یک لامپ تأیید می شود. این پدیده را القای الکترومغناطیسی می نامند.

دستگاه موتور

یک موتور ناهمزمان از یک محفظه فلزی تشکیل شده است که در داخل آن وجود دارد:

• استاتور با سیم پیچ،که از آن جریان الکتریکی متناوب عبور می کند.
• روتور با پیچ های سیم پیچ،که از طریق آن جریان در جهت مخالف جریان می یابد.

هر دو عنصر در یک محور قرار دارند. صفحات استاتور فولادی در برخی از تغییرات محکم به هم متصل می شوند. سیم پیچ مسی استاتور از هسته با جدا کننده های مقوایی عایق بندی شده است. سیم پیچ روتور از میله های آلومینیومی ساخته شده است که از دو طرف بسته شده است. میدان های مغناطیسی ایجاد شده در اثر عبور جریان متناوب بر روی یکدیگر اثر می گذارند. یک EMF بین سیم‌پیچ‌ها ایجاد می‌شود که روتور را می‌چرخاند، زیرا استاتور ثابت است.

یک ژنراتور ساخته شده از یک موتور ناهمزمان از اجزای یکسانی تشکیل شده است، اما در این مورد عمل مخالف اتفاق می افتد، یعنی انتقال انرژی مکانیکی یا حرارتی به انرژی الکتریکی. هنگام کار در حالت موتور، مغناطش باقی مانده را حفظ می کند و القا می کند میدان الکتریکیدر استاتور

سرعت چرخش روتور باید بیشتر از تغییر میدان مغناطیسی استاتور باشد. با توان راکتیو خازن ها می توان سرعت آن را کاهش داد. باری که آنها جمع می کنند در فاز مخالف است و "اثر ترمز" می دهد. چرخش می تواند توسط انرژی باد، آب و بخار تامین شود.

مدار ژنراتور

ژنراتور موتور ناهمزمان مدار ساده ای دارد. پس از رسیدن به سرعت چرخش سنکرون، فرآیند تولید انرژی الکتریکی در سیم پیچ استاتور اتفاق می افتد.

اگر یک بانک خازن را به سیم پیچ متصل کنید، یک جریان الکتریکی پیشرو ظاهر می شود و یک میدان مغناطیسی تشکیل می دهد. در این حالت خازن ها باید ظرفیتی بالاتر از بحرانی داشته باشند که مشخص می شود پارامترهای فنیسازوکار. قدرت جریان تولید شده به ظرفیت بانک خازن و ویژگی های موتور بستگی دارد.

تکنولوژی ساخت

در صورت داشتن قطعات لازم، کار تبدیل یک موتور الکتریکی ناهمزمان به ژنراتور بسیار ساده است.

برای شروع فرآیند تبدیل، باید مکانیسم ها و مواد زیر را داشته باشید:

• موتور آسنکرون- یک موتور تک فاز از یک ماشین لباسشویی قدیمی انجام می شود.
• دستگاه اندازه گیری سرعت روتور- سرعت سنج یا تاکوژنراتور؛
• خازن های غیر قطبی- مدل های نوع KBG-MN با ولتاژ کاری 400 ولت مناسب هستند.
• مجموعه ای از ابزارهای مفید- مته، اره برقی، کلید.

آموزش گام به گام

ساخت ژنراتور با دستان خود از یک موتور ناهمزمان طبق الگوریتم ارائه شده انجام می شود.

• ژنراتور باید طوری تنظیم شود که سرعت آن بیشتر از دور موتور باشد. سرعت چرخش با سرعت سنج یا دستگاه دیگری در هنگام روشن شدن موتور اندازه گیری می شود.
• مقدار حاصل باید 10٪ از شاخص موجود افزایش یابد.
• ظرفیت برای بانک خازن انتخاب شده است - نباید خیلی بزرگ باشد، در غیر این صورت تجهیزات بسیار داغ می شوند. برای محاسبه آن می توانید از جدول رابطه بین ظرفیت خازن و توان راکتیو استفاده کنید.
• یک بانک خازن روی تجهیزات نصب شده است که سرعت چرخش محاسبه شده را برای ژنراتور فراهم می کند. نصب آن نیاز دارد توجه ویژه- همه خازن ها باید به طور قابل اعتماد عایق بندی شوند.

برای موتورهای 3 فاز، خازن ها به صورت ستاره ای یا مثلثی متصل می شوند. اتصال نوع اول امکان تولید الکتریسیته با سرعت روتور کمتر را فراهم می کند، اما ولتاژ خروجی کمتر خواهد بود. برای کاهش آن به 220 ولت، از یک ترانسفورماتور کاهنده استفاده می شود.

ساخت ژنراتور مغناطیسی

ژنراتور مغناطیسی نیازی به استفاده از بانک خازنی ندارد. در این طرح از آهنرباهای نئودیمیم استفاده شده است. برای تکمیل کار باید:

• با مشاهده قطب ها، آهنرباها را روی روتور طبق نمودار ترتیب دهید - هر یک از آنها باید حداقل 8 عنصر داشته باشد.
• روتور ابتدا باید زمین شود ماشین تراشدر ضخامت آهنرباها؛
• از چسب برای ثابت کردن محکم آهنرباها استفاده کنید.
• فضای خالی باقی مانده بین عناصر مغناطیسی را با اپوکسی پر کنید.
• پس از نصب آهنرباها، باید قطر روتور را بررسی کنید - نباید افزایش یابد.

مزایای یک ژنراتور برق خانگی

یک ژنراتور خود ساخته از یک موتور ناهمزمان به یک منبع اقتصادی جریان تبدیل می شود که مصرف برق متمرکز را کاهش می دهد. با کمک آن می توانید برق وسایل برقی خانگی، تجهیزات کامپیوتری و بخاری ها را تامین کنید. یک ژنراتور خانگی ساخته شده از یک موتور ناهمزمان دارای مزایای بدون شک است:

• طراحی ساده و قابل اعتماد؛
• محافظت موثر از قطعات داخلی در برابر گرد و غبار یا رطوبت؛
• مقاومت در برابر اضافه بار؛
• عمر طولانی؛
• قابلیت اتصال دستگاه ها بدون اینورتر.

هنگام کار با یک ژنراتور، باید امکان تغییرات تصادفی جریان الکتریکی را نیز در نظر بگیرید.