Artiklis kirjeldatakse, kuidas ehitada kolmefaasilist (ühefaasilist) 220/380 V generaatorit. asünkroonne mootor vahelduvvoolu. Kolmefaasiline asünkroonne elektrimootor, mille leiutas 19. sajandi lõpus vene elektriinsener M.O. Dolivo-Dobrovolsky, on nüüdseks saanud valdava leviku nii tööstuses kui ka riigis põllumajandus kui ka kodus.

Asünkroonsed elektrimootorid on töös kõige lihtsamad ja töökindlamad. Seetõttu tuleks kõigil juhtudel, kui see on elektriajami tingimustes lubatud ja puudub vajadus reaktiivvõimsuse kompenseerimiseks, kasutada asünkroonseid vahelduvvoolumootoreid.

Asünkroonmootoreid on kahte peamist tüüpi: oravapuuriga rootoriga ja koos faas rootor. Asünkroonne oravpuuriga elektrimootor koosneb fikseeritud osast - staatorist ja liikuvast osast - rootorist, mis pöörleb laagrites, mis on paigaldatud kahte mootorikilpi. Staatori ja rootori südamikud on valmistatud eraldi üksteisest eraldatud elektriterasest lehtedest. Staatori südamiku soontesse asetatakse isoleeritud traadist mähis. Rootori südamiku soontesse asetatakse varda mähis või valatakse sula alumiinium. Jumperrõngad lühistavad rootori mähise otstes (sellest ka nimi - lühis). Erinevalt oravapuuri rootorist asetatakse faasirootori soontesse mähis, mis on valmistatud vastavalt staatori mähise tüübile. Mähise otsad juhitakse võllile paigaldatud libisemisrõngastesse. Harjad libisevad mööda rõngaid, ühendades mähise käivitus- või reguleerimisreostaadiga.

Faasirootoriga asünkroonsed elektrimootorid on kallimad seadmed, nõuavad kvalifitseeritud hooldust, on vähem töökindlad ja seetõttu kasutatakse neid ainult nendes tööstusharudes, kus neist ei saa loobuda. Sel põhjusel ei ole need väga levinud ja me ei käsitle neid pikemalt.

Vool voolab läbi staatori mähise, mis on kaasatud kolmefaasilisse vooluringi, tekitades pöörleva magnetvälja. Magnetiline jõujooned staatori pöörlev väli ristub rootori mähise vardadega ja indutseerib neis elektromotoorjõu (EMF). Selle EMF-i toimel voolab lühises rootori varrastes vool. Varraste ümber tekivad magnetvood, mis tekitavad rootori ühise magnetvälja, mis koostoimes staatori pöörleva magnetväljaga loob jõu, mis paneb rootori pöörlema ​​staatori magnetvälja pöörlemissuunas.

Rootori pöörlemiskiirus on mõnevõrra väiksem staatori mähise tekitatud magnetvälja pöörlemiskiirusest. Seda indikaatorit iseloomustab libisemine S ja see on enamiku mootorite puhul vahemikus 2 kuni 10%.

AT tööstusettevõtted kõige sagedamini kasutatav kolmefaasilised asünkroonsed elektrimootorid, mida toodetakse ühtsete seeriatena. Nende hulgas on üks 4A seeria nimivõimsusega 0,06–400 kW, mille masinad eristuvad kõrge töökindluse, hea jõudluse ja maailmastandardite tasemele.

Autonoomsed asünkroonsed generaatorid on kolmefaasilised masinad, mis muudavad primaarmootori mehaanilise energia vahelduvvoolu elektrienergiaks. Nende vaieldamatu eelis teist tüüpi generaatorite ees on kollektori-harja mehhanismi puudumine ning sellest tulenevalt suurem vastupidavus ja töökindlus.

Asünkroonse elektrimootori töö generaatorrežiimis

Kui võrgust lahtiühendatud asünkroonmootor pannakse pöörlema ​​mis tahes ajami pealt, siis elektrimasinate pöörduvuse põhimõtte kohaselt moodustub sünkroonkiiruse saavutamisel staatorimähise klemmide all staatorimähise klemmides teatav EMF. jääkmagnetvälja mõju. Kui nüüd on staatorimähise klemmidega ühendatud kondensaatorite C aku, siis voolab staatorimähistes juhtiv mahtuvuslik vool, mis on sel juhul magnetiseerimine.

Aku mahutavus C peab ületama teatud kriitilist väärtust C0, mis sõltub autonoomse asünkroonse generaatori parameetritest: ainult sel juhul generaator ise ergastub ja staatori mähistele tekib kolmefaasiline sümmeetriline pingesüsteem. Pinge väärtus sõltub lõppkokkuvõttes masina omadustest ja kondensaatorite mahtuvusest. Seega saab asünkroonse oravapuuriga mootori muuta asünkroonseks generaatoriks.

Asünkroonse elektrimootori generaatorina sisselülitamise standardskeem.

Võimsuse saab valida nii, et asünkroonse generaatori nimipinge ja võimsus oleksid elektrimootorina töötamisel vastavalt pinge ja võimsusega võrdsed.

Tabelis 1 on toodud kondensaatorite mahtuvused asünkroonsete generaatorite ergastamiseks (U=380 V, 750….1500 p/min). Siin määratakse reaktiivvõimsus Q järgmise valemiga:

Q \u003d 0,314 U 2 C 10 -6,

kus C on kondensaatorite mahtuvus uF.

Nagu ülaltoodud andmetest näha, põhjustab asünkroonse generaatori induktiivne koormus, mis vähendab võimsustegurit, vajaliku mahtuvuse järsu tõusu. Pinge konstantse hoidmiseks suureneva koormuse korral on vaja suurendada kondensaatorite mahtuvust, st ühendada täiendavaid kondensaatoreid. Seda asjaolu tuleb pidada asünkroonse generaatori puuduseks.

Asünkroonse generaatori pöörlemissagedus normaalrežiimis peab ületama asünkroonset libisemise S = 2 ... 10% võrra ja vastama sünkroonsagedusele. Selle tingimuse eiramine toob kaasa asjaolu, et genereeritud pinge sagedus võib erineda tööstuslikust sagedusest 50 Hz, mis põhjustab sagedusest sõltuvate elektritarbijate ebastabiilse töö: elektripumbad, pesumasinad, seadmed, millel on trafo sisend.

Eriti ohtlik on tekitatud sageduse vähendamine, kuna sel juhul väheneb elektrimootorite ja trafode mähiste induktiivne takistus, mis võib põhjustada nende suurenenud kuumenemist ja enneaegset riket.

Asünkroonse generaatorina saab ilma igasuguste modifikatsioonideta kasutada vastava võimsusega tavalist asünkroonset oravapuuriga elektrimootorit. Elektrimootor-generaatori võimsuse määrab ühendatud seadmete võimsus. Kõige energiamahukamad neist on:

• majapidamises kasutatavad keevitustrafod;
• elektrisaed, elektrilised vuugid, teraviljapurustid (võimsus 0,3 ... 3 kW);
• "Rossiyanka", "Dream" tüüpi elektriahjud võimsusega kuni 2 kW;
• elektritriikrauad (võimsus 850 ... 1000 W).

Eriti tahan peatuda kodumajapidamises kasutatavate keevitustrafode tööl. Nende ühendamine autonoomse elektriallikaga on kõige soovitavam, sest. tööstusvõrgust töötades loovad nad terve rida ebamugavused teistele elektritarbijatele.

Kui leibkond keevitustrafo on mõeldud töötama 2 ... 3 mm läbimõõduga elektroodidega, siis on selle koguvõimsus ligikaudu 4 ... 6 kW, asünkroonse generaatori võimsus selle toiteks peaks olema vahemikus 5 ... 7 kW. Kui majapidamises kasutatav keevitustrafo võimaldab töötada 4 mm läbimõõduga elektroodidega, siis kõige keerulisemas režiimis - metalli "lõikamisel" - võib selle tarbitav koguvõimsus ulatuda vastavalt 10 ... 12 kW-ni, asünkroonse võimsusega. generaator peaks olema vahemikus 11 ... 13 kW.

Kolmefaasilise kondensaatoripangana on hea kasutada nn reaktiivvõimsuse kompensaatoreid, mis on mõeldud cosφ parandamiseks tööstuses. valgustusvõrgud. Nende tüübitähis: KM1-0,22-4,5-3U3 või KM2-0,22-9-3U3, mis dešifreeritakse järgmiselt. KM - mineraalõliga immutatud koosinuskondensaatorid, esimene number on suurus (1 või 2), seejärel pinge (0,22 kV), võimsus (4,5 või 9 kvar), siis number 3 või 2 tähendab kolmefaasilist või ühekordset -faasiversioon, U3 (kolmanda kategooria parasvöötme kliima).

Millal isetootmine patareisid, peaksite kasutama kondensaatoreid nagu MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 jne tööpinge jaoks vähemalt 600 V. Elektrolüütkondensaatoreid ei saa kasutada.

Ülaltoodud võimalust kolmefaasilise elektrimootori generaatorina ühendamiseks võib pidada klassikaliseks, kuid mitte ainsaks. On ka teisi viise, mis praktikas sama hästi toimivad. Näiteks kui kondensaatorpank on ühendatud ühe või kahe elektrimootori generaatori mähisega.

Asünkroonse generaatori kahefaasiline režiim.

Joon.2 Asünkroonse generaatori kahefaasiline režiim.

Sellist skeemi tuleks kasutada siis, kui pole vaja kolmefaasilist pinget saada. See lülitusvõimalus vähendab kondensaatorite töömahtuvust, vähendab esmase mehaanilise mootori koormust tühikäigul jne. säästab "väärtuslikku" kütust.

Väikese võimsusega generaatoritena, mis toodavad 220 V vahelduvat ühefaasilist pinget, saate koduseks kasutamiseks kasutada ühefaasilisi asünkroonseid oravpuuriga elektrimootoreid: pesumasinatest nagu Oka, Volga, kastmispumpadest Agidel, BCN jne. Neil on kondensaatoripank, mis on ühendatud paralleelselt töömähisega, või kasutatakse olemasolevat faasinihke kondensaatorit, mis on ühendatud käivitusmähisega. Selle kondensaatori mahtuvust võib olla vaja veidi suurendada. Selle väärtuse määrab generaatoriga ühendatud koormuse laad: aktiivne koormus (elektriahjud, lambipirnid, elektrilised jootekolvid) nõuab väikest mahtuvust, induktiivne (elektrimootorid, televiisorid, külmikud) - rohkem.

Joon.3 Madala võimsusega generaator ühefaasilisest asünkroonmootorist.

Nüüd paar sõna peamootori kohta, mis generaatorit juhib. Nagu teate, on igasugune energia muundumine seotud selle vältimatute kadudega. Nende väärtuse määrab seadme efektiivsus. Seetõttu peab mehaanilise mootori võimsus ületama asünkroonse generaatori võimsust 50 ... 100%. Näiteks asünkroonse generaatori võimsusega 5 kW peaks mehaanilise mootori võimsus olema 7,5 ... 10 kW. Ülekandemehhanismi abil koordineeritakse mehaanilise mootori ja generaatori pöörlemissagedust nii, et generaatori töörežiim on seatud mehaanilise mootori keskmisele kiirusele. Vajadusel saate generaatori võimsust korraks suurendada, suurendades mehaanilise mootori kiirust.

Iga autonoomne elektrijaam peab sisaldama vajalik miinimum manuseid: AC voltmeeter (skaalaga kuni 500 V), sagedusmõõtur (soovitavalt) ja kolm lülitit. Üks lüliti ühendab koormuse generaatoriga, teised kaks lülitavad ergutusahelat. Lülitite olemasolu ergutusahelas hõlbustab mehaanilise mootori käivitamist ja võimaldab ka kiiresti alandada generaatori mähiste temperatuuri, pärast töö lõppu pööratakse ergastamata generaatori rootor mõneks ajaks mehaanilisest mootorist. aega. See protseduur pikendab generaatori mähiste aktiivset eluiga.

Kui generaator peaks toitma seadmeid, mis on tavaliselt ühendatud vahelduvvooluvõrku (näiteks elamu valgustus, kodumasinad), on vaja varustada kahefaasiline lüliti, mis ühendab selle seadme tööstusvõrgust lahti. generaatori töötamise ajal. Mõlemad juhtmed tuleb lahti ühendada: "faas" ja "null".

Lõpetuseks mõned üldised nõuanded.

1. Generaator on ohtlik seade. Kasutage 380 V ainult äärmisel vajadusel, muul juhul kasutage 220 V.

2. Ohutusnõuete kohaselt peab generaator olema varustatud maandusega.

3. Pöörake tähelepanu generaatori soojusrežiimile. Talle "ei meeldi" tühikäik. vähendada soojuskoormus võimalik põnevate kondensaatorite mahtuvuse hoolikama valikuga.

4. Ärge tehke võimu osas viga elektrivool generaatori poolt genereeritud. Kui kolmefaasilise generaatori töö ajal kasutatakse ühte faasi, on selle võimsus 1/3 generaatori koguvõimsusest, kui kaks faasi - 2/3 generaatori koguvõimsusest.

5. Generaatori tekitatava vahelduvvoolu sagedust saab kaudselt juhtida väljundpingega, mis "tühikäigu" režiimis peaks olema 4 ... 6% kõrgem kui tööstuslik väärtus 220/380 V.

Tuuleveski generaatorina otsustati ümber teha asünkroonmootor. Selline muudatus on väga lihtne ja taskukohane, seega ajutised kujundused tuuleturbiinid, võite sageli näha asünkroonmootoritest valmistatud generaatoreid.

Muudatus seisneb rootori keeramises magnetite alla, seejärel liimitakse magnetid tavaliselt malli järgi rootori külge ja valatakse epoksiidvaik mitte ära lennata. Samuti on levinud staatori tagasikerimine jämedama juhtmega, et liiga palju pinget vähendada ja voolutugevust suurendada. Kuid ma ei tahtnud seda mootorit tagasi kerida ja otsustati jätta kõik nii, nagu see on, ainult muuta rootor magnetiteks. Doonoriks leiti kolmefaasiline asünkroonmootor võimsusega 1,32 kW. Allpool on foto sellest mootorist.

asünkroonmootori muutmine generaatoriks Elektrimootori rootor tödeldi peale treipink magnetite paksuse jaoks. Sellel rootoril ei kasutata metallist hülsi, mis tavaliselt töödeldakse ja pannakse rootorile magnetite alla. Hülsi on vaja magnetinduktsiooni võimendamiseks, selle kaudu sulgevad magnetid oma väljad, toites üksteist põhja alt ja magnetväli ei haju, vaid kõik läheb staatorisse. Selles konstruktsioonis kasutatakse üsna tugevaid magneteid suurusega 7,6 * 6 mm koguses 160 tükki, mis tagavad hea EMF-i isegi ilma varrukata.

Kõigepealt märgistati rootor enne magnetite kleepimist nelja poolusega ja magnetid asetati kaldpinnaga. Mootor oli neljapooluseline ja kuna staatorit rootorile tagasi ei keritud, siis peab magnetpoolust olema ka neli. Iga magnetpoolus vaheldub, üks poolus on tinglikult "põhjapoolus", teine ​​poolus on "lõunapoolus". Magnetpoolused on üksteisest eemal, seega on magnetid poolustel tihedamalt rühmitatud. Pärast magnetite asetamist rootorile mähiti need kinnitamiseks kleeplindiga ja täideti epoksüvaiguga.

Pärast kokkupanekut oli tunda rootori kleepumist, võlli pöörlemisel kleepumist. Rootor otsustati ümber teha. Magnetid löödi epoksiidiga kokku ja asetati uuesti, kuid nüüd on need enam-vähem ühtlaselt üle rootori, all on foto rootorist koos magnetitega enne epoksiidi valamist. Peale täitmist kleepumine mõnevõrra vähenes ja märgati, et generaatori sama kiirusega pöörlemisel pinge veidi langes ja vool veidi suurenes.

Pärast valmis generaatori kokkupanemist otsustati see puuriga väänata ja sellega midagi koormaks ühendada. Lambipirn oli ühendatud 220 volti 60 vatti, 800-1000 pööret minutis põles täies kuumuses. Samuti, et kontrollida, milleks generaator võimeline on, ühendati lamp võimsusega 1 Kw, see põles täiskuumusega ja puur ei saanud generaatorit kõvemini keerata.

Tühikäigul, maksimaalsel puurimiskiirusel 2800 p/min, oli generaatori pinge üle 400 volti. Umbes 800 p/min juures on pinge 160 volti. Proovisime ühendada ka 500-vatise boileri, peale minutilist väändumist läks vesi klaasis kuumaks. Need on testid, mille läbis asünkroonmootorist valmistatud generaator.

Pärast generaatori keevitamist rack koos pöördteljega generaatori ja saba kinnitamiseks. Disain on tehtud skeemi järgi tuulepea tuulest eemaldamisega saba voltimise teel, nii et generaator nihutatakse telje keskpunktist ja tagapool on kuningtihvt, millele saba pannakse.

Siin on foto valmis tuuleturbiinist. Tuulik paigaldati üheksameetrisele mastile. Tuulejõuga generaator andis välja kuni 80-voldise avatud ahela pinge. Selle külge prooviti ühendada kahekilovatist tenni, mõne aja pärast läks tenn soojaks, mis tähendab, et tuulegeneraatoril on ikka mingi jõud.

Seejärel pandi kokku tuulegeneraatori kontroller ja selle kaudu ühendati aku laadimiseks. Laadimisel oli piisavalt hea vool, aku tegi kiirelt häält, nagu laadiks laadijast.

Andmed mootori shindik ütles 220/380 volti 6,2 / 3,6 A. See tähendab, et generaatori takistus on 35,4 Ohm kolmnurk / 105,5 Ohm star. Kui ta laadis 12-voldise aku vastavalt generaatori faaside kolmnurgaks lülitamise skeemile, mis on kõige tõenäolisem, siis 80-12 / 35,4 = 1,9 A. Selgub, et tuulega 8–9 m / s oli laadimisvool umbes 1,9 A ja see on ainult 23 vatti / h, kuid mitte palju, kuid võib-olla eksisin kuskil.

Sellised suured kaod tulenevad generaatori suurest takistusest, mistõttu generaatori takistuse vähendamiseks keritakse staator tavaliselt jämedama juhtmega tagasi, mis mõjutab voolutugevust ja mida suurem on generaatori mähise takistus, seda väiksem on vool. ja mida kõrgem on pinge.

Artiklis kirjeldatakse, kuidas ehitada asünkroonse vahelduvvoolumootori baasil kolmefaasilist (ühefaasilist) 220/380 V generaatorit.

Kolmefaasiline asünkroonne elektrimootor, mille leiutas 19. sajandi lõpus vene elektriinsener M.O. Dolivo-Dobrovolsky, on nüüdseks saanud valdava leviku nii tööstuses, põllumajanduses kui ka igapäevaelus. Asünkroonsed elektrimootorid on töös kõige lihtsamad ja töökindlamad. Seetõttu tuleks kõigil juhtudel, kui see on elektriajami tingimustes lubatud ja puudub vajadus reaktiivvõimsuse kompenseerimiseks, kasutada asünkroonseid vahelduvvoolumootoreid.

Asünkroonmootoreid on kahte peamist tüüpi: oravpuurirootoriga ja faasirootoriga. Asünkroonne oravpuuriga elektrimootor koosneb fikseeritud osast - staatorist ja liikuvast osast - rootorist, mis pöörleb laagrites, mis on paigaldatud kahte mootorikilpi. Staatori ja rootori südamikud on valmistatud eraldi üksteisest eraldatud elektriterasest lehtedest. Staatori südamiku soontesse asetatakse isoleeritud traadist mähis. Rootori südamiku soontesse asetatakse varda mähis või valatakse sula alumiinium. Jumperrõngad lühistavad rootori mähise otstes (sellest ka nimi, lühis). Erinevalt oravapuuri rootorist asetatakse faasirootori soontesse mähis, mis on valmistatud vastavalt staatori mähise tüübile. Mähise otsad juhitakse võllile paigaldatud libisemisrõngastesse. Harjad libisevad mööda rõngaid, ühendades mähise käivitus- või reguleerimisreostaadiga. Faasirootoriga asünkroonsed elektrimootorid on kallimad seadmed, nõuavad kvalifitseeritud hooldust, on vähem töökindlad ja seetõttu kasutatakse neid ainult nendes tööstusharudes, kus neist ei saa loobuda. Sel põhjusel ei ole need väga levinud ja me ei käsitle neid pikemalt.

Vool voolab läbi staatori mähise, mis on kaasatud kolmefaasilisse vooluringi, tekitades pöörleva magnetvälja. Pöörleva staatorivälja magnetvälja jõujooned läbivad rootori mähisvardaid ja indutseerivad neis elektromotoorjõu (EMF). Selle EMF-i toimel voolab lühises rootori varrastes vool. Varraste ümber tekivad magnetvood, mis tekitavad rootori ühise magnetvälja, mis koostoimes staatori pöörleva magnetväljaga loob jõu, mis paneb rootori pöörlema ​​staatori magnetvälja pöörlemissuunas. Rootori pöörlemiskiirus on mõnevõrra väiksem staatori mähise tekitatud magnetvälja pöörlemiskiirusest. Seda indikaatorit iseloomustab libisemine S ja see on enamiku mootorite puhul vahemikus 2 kuni 10%.

Tööstusseadmetes kasutatakse kõige sagedamini kolmefaasilisi asünkroonseid elektrimootoreid, mida toodetakse ühtsete seeriatena. Nende hulgas on üks 4A seeria nimivõimsusega 0,06–400 kW, mille masinad eristuvad kõrge töökindluse, hea jõudluse ja maailmastandardite tasemele.

Autonoomsed asünkroonsed generaatorid on kolmefaasilised masinad, mis muudavad primaarmootori mehaanilise energia vahelduvvoolu elektrienergiaks. Nende vaieldamatu eelis teist tüüpi generaatorite ees on kollektori-harja mehhanismi puudumine ning sellest tulenevalt suurem vastupidavus ja töökindlus. Kui võrgust lahtiühendatud asünkroonmootor pannakse pöörlema ​​mis tahes ajami pealt, siis elektrimasinate pöörduvuse põhimõtte kohaselt moodustub sünkroonkiiruse saavutamisel staatorimähise klemmide all staatorimähise klemmides teatav EMF. jääkmagnetvälja mõju. Kui nüüd on staatorimähise klemmidega ühendatud kondensaatorite C aku, siis voolab staatorimähistes juhtiv mahtuvuslik vool, mis antud juhul on magnetiseeriv. Aku mahutavus C peab ületama teatud kriitilist väärtust C0, mis sõltub autonoomse asünkroonse generaatori parameetritest: ainult sel juhul generaator ise ergastub ja staatori mähistele tekib kolmefaasiline sümmeetriline pingesüsteem. Pinge väärtus sõltub lõppkokkuvõttes masina omadustest ja kondensaatorite mahtuvusest. Seega saab asünkroonse oravapuuriga mootori muuta asünkroonseks generaatoriks.

Joon.1 Standardskeem asünkroonse elektrimootori generaatorina sisselülitamiseks.

Võimsuse saab valida nii, et asünkroonse generaatori nimipinge ja võimsus oleksid elektrimootorina töötamisel vastavalt pinge ja võimsusega võrdsed.

Tabelis 1 on toodud kondensaatorite mahtuvused asünkroonsete generaatorite ergastamiseks (U=380 V, 750….1500 p/min). Siin määratakse reaktiivvõimsus Q järgmise valemiga:

Q = 0,314 U2 C 10 -6,

kus C on kondensaatorite mahtuvus uF.

Nagu ülaltoodud andmetest näha, põhjustab asünkroonse generaatori induktiivne koormus, mis vähendab võimsustegurit, vajaliku mahtuvuse järsu tõusu.

Pinge konstantse hoidmiseks suureneva koormuse korral on vaja suurendada kondensaatorite mahtuvust, st ühendada täiendavaid kondensaatoreid.

Seda asjaolu tuleb pidada asünkroonse generaatori puuduseks.

Asünkroonse generaatori pöörlemissagedus normaalrežiimis peab ületama asünkroonset libisemise S = 2 ... 10% võrra ja vastama sünkroonsagedusele.

Selle tingimuse eiramine toob kaasa asjaolu, et genereeritud pinge sagedus võib erineda tööstuslikust sagedusest 50 Hz, mis põhjustab sagedusest sõltuvate elektritarbijate ebastabiilse töö: elektripumbad, pesumasinad, seadmed, millel on trafo sisend.

Eriti ohtlik on tekitatud sageduse vähendamine, kuna sel juhul väheneb elektrimootorite ja trafode mähiste induktiivne takistus, mis võib põhjustada nende suurenenud kuumenemist ja enneaegset riket.

Asünkroonse generaatorina saab ilma igasuguste modifikatsioonideta kasutada vastava võimsusega tavalist asünkroonset oravapuuriga elektrimootorit. Elektrimootor-generaatori võimsuse määrab ühendatud seadmete võimsus. Kõige energiamahukamad neist on:

majapidamises kasutatavad keevitustrafod;

Elektrisaed, elektrilised vuugid, teraviljapurustid (võimsus 0,3 ... 3 kW);

· Elektriahjud nagu "Rossiyanka", "Dream" võimsusega kuni 2 kW;

elektritriikrauad (võimsus 850 ... 1000 W).

Eriti tahan peatuda kodumajapidamises kasutatavate keevitustrafode tööl.

Nende ühendamine autonoomse elektriallikaga on kõige soovitavam, sest. tööstusvõrgust töötades tekitavad need teistele elektritarbijatele mitmeid ebamugavusi. Kui kodumajapidamises kasutatava keevitustrafo on ette nähtud töötama 2 ... 3 mm läbimõõduga elektroodidega, siis on selle koguvõimsus umbes 4 ... 6 kW, asünkroonse generaatori võimsus selle toiteks peaks olema 5 ... 7 kW.

Kui majapidamises kasutatav keevitustrafo võimaldab töötada 4 mm läbimõõduga elektroodidega, siis kõige keerulisemas režiimis - metalli "lõikamisel" - võib selle tarbitav koguvõimsus ulatuda vastavalt 10 ... 12 kW-ni, asünkroonse võimsusega. generaator peaks olema vahemikus 11 ... 13 kW.

Kolmefaasilise kondensaatoripangana on hea kasutada nn reaktiivvõimsuse kompensaatoreid, mis on mõeldud cos φ parandamiseks tööstuslikes valgustusvõrkudes. Nende tüübitähis: KM1-0,22-4,5-3U3 või KM2-0,22-9-3U3, mis dešifreeritakse järgmiselt. KM - mineraalõliga immutatud koosinuskondensaatorid, esimene number on suurus (1 või 2), seejärel pinge (0,22 kV), võimsus (4,5 või 9 kvar), siis number 3 või 2 tähendab kolmefaasilist või ühekordset -faasiversioon, U3 (kolmanda kategooria parasvöötme kliima).

Aku isetootmise korral tuleks kasutada kondensaatoreid nagu MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 jne tööpingele vähemalt 600 V. Elektrolüütkondensaatoreid kasutada ei saa.

Ülaltoodud võimalust kolmefaasilise elektrimootori generaatorina ühendamiseks võib pidada klassikaliseks, kuid mitte ainsaks. On ka teisi viise, mis praktikas sama hästi toimivad. Näiteks kui kondensaatorpank on ühendatud ühe või kahe elektrimootori generaatori mähisega.

Joon.2 Asünkroonse generaatori kahefaasiline režiim.

Sellist skeemi tuleks kasutada siis, kui pole vaja kolmefaasilist pinget saada. See lülitusvõimalus vähendab kondensaatorite töömahtuvust, vähendab esmase mehaanilise mootori koormust tühikäigul jne. säästab "väärtuslikku" kütust.

Väikese võimsusega generaatoritena, mis toodavad 220 V vahelduvat ühefaasilist pinget, saate majapidamises kasutada ühefaasilisi asünkroonseid oravapuuriga elektrimootoreid: pesumasinatest nagu Oka, Volga, kastmispumpadest Agidel, BCN jne. Neil on töömähisega paralleelselt ühendatud kondensaatoripank. Saate kasutada olemasolevat faasinihke kondensaatorit, ühendades selle töömähisega. Selle kondensaatori mahtuvust võib olla vaja veidi suurendada. Selle väärtuse määrab generaatoriga ühendatud koormuse laad: aktiivne koormus (elektriahjud, lambipirnid, elektrilised jootekolvid) nõuab väikest mahtuvust, induktiivne (elektrimootorid, televiisorid, külmikud) - rohkem.

Joon.3 Madala võimsusega generaator ühefaasilisest asünkroonmootorist.

Nüüd paar sõna peamootori kohta, mis generaatorit juhib. Nagu teate, on igasugune energia muundumine seotud selle vältimatute kadudega. Nende väärtuse määrab seadme efektiivsus. Seetõttu peab mehaanilise mootori võimsus ületama asünkroonse generaatori võimsust 50 ... 100%. Näiteks asünkroonse generaatori võimsusega 5 kW peaks mehaanilise mootori võimsus olema 7,5 ... 10 kW. Ülekandemehhanismi abil koordineeritakse mehaanilise mootori ja generaatori pöörlemissagedust nii, et generaatori töörežiim on seatud mehaanilise mootori keskmisele kiirusele. Vajadusel saate generaatori võimsust korraks suurendada, suurendades mehaanilise mootori kiirust.

Iga autonoomne elektrijaam peab sisaldama minimaalselt vajalikke kinnitusi: vahelduvvoolu voltmeeter (skaalaga kuni 500 V), sagedusmõõtur (soovitavalt) ja kolm lülitit. Üks lüliti ühendab koormuse generaatoriga, teised kaks lülitavad ergutusahelat. Lülitite olemasolu ergutusahelas hõlbustab mehaanilise mootori käivitamist ja võimaldab ka kiiresti alandada generaatori mähiste temperatuuri, pärast töö lõppu pööratakse ergastamata generaatori rootor mõneks ajaks mehaanilisest mootorist. aega. See protseduur pikendab generaatori mähiste aktiivset eluiga.

Kui generaator peaks toitma seadmeid, mis on tavaliselt ühendatud vahelduvvooluvõrku (näiteks elamu valgustus, kodumasinad), on vaja varustada kahefaasiline lüliti, mis ühendab selle seadme tööstusvõrgust lahti. generaatori töötamise ajal. Mõlemad juhtmed tuleb lahti ühendada: "faas" ja "null".

Lõpetuseks mõned üldised nõuanded.

Generaator on ohtlik seade. Kasutage 380 V ainult äärmisel vajadusel, muul juhul kasutage 220 V.

Ohutusnõuete kohaselt peab generaator olema varustatud maandusega.

Pöörake tähelepanu generaatori soojusrežiimile. Talle "ei meeldi" tühikäik. Ergastuskondensaatorite mahtuvuse hoolikama valikuga on võimalik soojuskoormust vähendada.

Ärge tehke viga generaatori tekitatava elektrivoolu võimsuse osas. Kui kolmefaasilise generaatori töö ajal kasutatakse ühte faasi, on selle võimsus 1/3 generaatori koguvõimsusest, kui kaks faasi - 2/3 generaatori koguvõimsusest.

Generaatori tekitatud vahelduvvoolu sagedust saab kaudselt juhtida väljundpingega, mis "tühikäigu" režiimis peaks olema 4 ... 6% kõrgem kui tööstuslik väärtus 220 V / 380 V.

Kirjandus:

LG Prishchep Maaelu elektriku õpik. Moskva: Agropromizdat, 1986.
A.A. Ivanovi elektrotehnika käsiraamat. - K .: lõpetanud kool, 1984.
cm001.narod.ru

"Tee ise" 2005, nr 3, lk 78 - 82

Pidev ja katkematu elektrivarustus majas on mõnusa ja mugava ajaveetmise võti igal aastaajal. Organiseerima autonoomne toiteallikas äärelinna piirkond, peame kasutama mobiilseadmeid - elektrigeneraatoreid, mis in viimased aastad eriti populaarne erinevate võimsuste suure valiku tõttu.

Kohaldamisala

Paljud on huvitatud sellest, kuidas elektrigeneraatorit teha äärelinna piirkond? Sellest räägime allpool. Enamasti kasutatakse asünkroonset generaatorit, mis toodab energiat elektriseadmete tööks. Asünkroonses generaatoris on rootorite pöörlemiskiirus suurem kui sünkroonses ja kasutegur.

Elektrijaamad on aga leidnud oma rakendust laiemas valikus suurepärase vahendina energia ammutamiseks, nimelt:

• Neid kasutatakse tuuleparkides.
• Kasutatakse keevitusmasinatena.
• Need pakuvad majas autonoomset elektritoe, mis on samaväärne miniatuurse hüdroelektrijaamaga.

Seade lülitatakse sisse sisendpinge abil. Sageli ühendatakse seade käivitamiseks vooluvõrku, kuid see pole täiesti loogiline ja ratsionaalne otsus minijaama jaoks, mis peab ise elektrit tootma, mitte seda töötamiseks tarbima. Seetõttu on viimastel aastatel aktiivselt hakatud tootma kondensaatorite iseergutus- või jadalülitusega generaatoreid.

Kuidas elektrigeneraator töötab

Asünkroonne voolugeneraator toodab ressurssi, kui mootori pöörlemiskiirus on sünkroonsest kiirem. Kõige tavalisem generaator töötab parameetritel alates 1500 p / min.

See toodab võimsust, kui rootor töötab käivitamisel kiiremini kui sünkroonne kiirus. Nende näitajate erinevust nimetatakse libisemiseks ja see arvutatakse protsentides sünkroonkiiruse suhtes. Staatori kiirus on aga isegi suurem kui rootori kiirus. Tänu sellele tekib laetud osakeste voog, mis muudab polaarsust.

Vaata videost, kuidas see toimib:

Kui ühendatud toitegeneraator on pinge all, võtab sünkroonkiiruse kontrolli alla, reguleerides iseseisvalt libisemist. Staatorist väljuv energia läbib rootori, kuid aktiivvõimsus on juba liikunud staatori poolidele.

Elektrigeneraatori tööpõhimõte on mehaanilise energia muundamine elektrienergiaks. Rootori käivitamiseks võimsuse genereerimiseks on vaja tugevat pöördemomenti. Kõige adekvaatsem variant on elektrikute sõnul "igavene tühikäik", mis säilitab generaatori töötamise ajal ühe pöörlemiskiiruse.

Miks kasutada asünkroonset generaatorit

Erinevalt sünkroongeneraatorist on asünkroonsel tohutul hulgal eeliseid ja eeliseid. Peamine tegur asünkroonse valiku valimisel oli madal selge tegur. Kõrge selge tegur iseloomustab kõrgemate harmooniliste kvantitatiivset olemasolu väljundpinges. Need põhjustavad mootori asjatut kuumenemist ja ebaühtlast pöörlemist. Sünkroongeneraatorite selge teguri väärtus on 5-15%, asünkroonsetes generaatorites ei ületa see 2%. Sellest järeldub, et asünkroonne elektrigeneraator toodab ainult kasulikku energiat.

Natuke asünkroonse generaatori ja selle ühenduse kohta:

Seda tüüpi elektrigeneraatorite sama oluline eelis on pöörlevate mähiste ja kahjustuste suhtes tundlike elektrooniliste osade täielik puudumine. välised tegurid. Järelikult seda liiki seadmed ei allu aktiivsele kulumisele ja kestavad kauem.

Kuidas generaatorit oma kätega teha

Seadme asünkroonne generaator

Asünkroonse elektrigeneraatori ostmine on meie riigi keskmise elaniku jaoks üsna kallis rõõm. Seetõttu pöörduvad paljud käsitöölised probleemi lahendamise poole ise kokkupanek seade. Nii tööpõhimõte kui ka disain on üsna lihtsad. Koos kõigi tööriistadega ei kesta kokkupanek rohkem kui 1-2 tundi.

Vastavalt ülalkirjeldatud elektrigeneraatori tööpõhimõttele tuleks kõik seadmed reguleerida nii, et pöörded oleksid mootori pöördetest kiiremad. Selleks peate mootori võrku ühendama ja käivitama. Pöörete arvu arvutamiseks kasutage tahhomeetrit või tahhogeneraatorit.

Pärast mootori pöörlemiskiiruse väärtuse määramist lisage sellele 10%. Kui pöörlemiskiirus on 1500 p / min, peaks generaator töötama 1650 p / min.

Nüüd peate asünkroonse generaatori "enda jaoks" ümber tegema, kasutades selleks vajaliku võimsusega kondensaatoreid. Tüübi ja mahu määramiseks kasutage järgmist plaati:

Loodame, et on juba selge, kuidas elektrigeneraatorit oma kätega kokku panna, kuid pange tähele: kondensaatorite mahtuvus ei tohiks olla väga suur, vastasel juhul töötab generaator diislikütus, läheb väga kuumaks.

Paigaldage kondensaatorid vastavalt arvutustele. Paigaldamine nõuab korralikku tähelepanu. Tagage hea isolatsioon, vajadusel kasutage spetsiaalseid katteid.

Mootori põhjal on generaatori kokkupanek lõpule viidud. Nüüd saab seda juba kasutada vajaliku energiaallikana. Pidage meeles, et juhul, kui seadmel on oravpuuriga rootor ja see toodab piisavalt tõsist pinget, mis ületab 220 volti, on vaja paigaldada astmeline trafo, mis stabiliseerib pinge vajalikul tasemel. Pidage meeles, et selleks, et kõik seadmed majas töötaksid, peab kodus valmistatud 220-voldise elektrigeneraatori pinge osas olema range kontroll.

Vaata videot, tööetappe:

Madala võimsusega generaatori jaoks võite raha säästmiseks kasutada ühefaasilisi asünkroonseid mootoreid vanadest või mittevajalikest kodumajapidamises kasutatavad elektriseadmed nagu pesumasinad, drenaažipumbad, muruniidukid, mootorsaed jne. Mootorid nendest kodumasinad tuleks ühendada paralleelselt mähisega. Alternatiivina võib kasutada faasinihke kondensaatoreid. Need erinevad harva vajalik võimsus, nii et seda tuleb suurendada nõutavate näitajateni.

Sellised generaatorid näitavad end väga hästi, kui on vaja elektripirne, modemeid ja muid stabiilse aktiivpingega väikeseid seadmeid toita. Teatud teadmistega saate ühendada elektrigeneraatori elektripliidi või küttekehaga.

Töövalmis generaator tuleks paigaldada nii, et seda ei mõjutaks sademed ja keskkond. Hoolitsege lisakorpuse eest, mis kaitseb paigaldust ebasoodsate tingimuste eest.

Peaaegu iga asünkroonne generaator, olgu see siis harjadeta, elektriline, bensiini- või diisel generaator, peetakse seda piisavaks seadmeks kõrge tase oht. Käsitsege selliseid seadmeid väga ettevaatlikult ja hoidke neid alati väliste ilmastiku ja mehaaniliste mõjude eest kaitstuna või tehke sellele korpus.

Vaatame videot head nõu spetsialist:

Iga autonoomne seade peaks olema varustatud spetsiaalsete mõõtevahenditega, mis salvestavad ja kuvavad jõudlusandmeid. Selleks saate kasutada tahhomeetrit, voltmeetrit ja sagedusmõõturit.

• Võimalusel varustage generaator sisse/välja nupuga. Käivitamiseks võite kasutada käsitsi käivitamist.
• Mõned elektrigeneraatorid tuleb enne kasutamist maandada, hoolikalt hinnata ala ja valida paigalduskoht.
• Mehaanilise energia muundamisel elektrienergiaks võib mõnikord kasutegur langeda 30%-ni.
• Kui te pole oma võimetes kindel või kardate midagi valesti teha, soovitame teil osta generaator vastavast kauplusest. Mõnikord võivad riskid osutuda äärmiselt kahetsusväärseks ...
• Jälgige asünkroonse generaatori temperatuuri ja selle soojusrežiimi.

Tulemused

Vaatamata rakendamise lihtsusele on omatehtud elektrigeneraatorid väga vaevarikas töö, mis nõuab täielikku keskendumist disainile ja õige ühendus. Kokkupanek on rahaliselt teostatav vaid siis, kui sul on juba töökorras ja mittevajalik mootor. Vastasel juhul maksate paigalduse põhielemendi eest rohkem kui poole selle maksumusest ja kogukulud võivad oluliselt ületada generaatori turuväärtust.

Elektrotehnikas kehtib nn pöörduvuse printsiip: iga seade, mis muudab elektrienergiat mehaaniliseks energiaks, saab teha ja vastupidine töö. See põhineb elektrigeneraatorite tööpõhimõttel, mille rootorite pöörlemine põhjustab staatori mähistes elektrivoolu ilmnemise.

Teoreetiliselt saate generaatorina ümber teha ja kasutada mis tahes asünkroonset mootorit, kuid selleks peate esiteks mõistma füüsiline põhimõte ja teiseks luua tingimused, mis tagavad selle ümberkujundamise.

Pöörlev magnetväli - asünkroonmootori generaatoriahela alus

Algselt generaatorina loodud elektrimasinas on kaks aktiivset mähist: armatuurile paigutatud ergutus ja staator, milles toimub elektrivool. Selle tööpõhimõte põhineb elektromagnetilise induktsiooni mõjul: pöörlev magnetväli tekitab selle mõju all olevas mähises elektrivoolu.

Armatuurimähises tekib magnetväli pingest, mis tavaliselt on varustatud, kuid selle pöörlemise tagab mis tahes füüsiline seade, isegi kui teie isiklik lihasjõud.

Oravpuuriga rootoriga elektrimootori konstruktsioon (see on 90 protsenti kõigist juhtivatest elektrimasinatest) ei näe ette võimalust anda armatuurimähisele pinget.

Seetõttu, hoolimata sellest, kui palju mootori võlli pöörate, ei ilmu selle toiteklemmidele elektrivoolu.

Need, kes soovivad generaatorit muuta, peavad ise tekitama pöörleva magnetvälja.

Loome eeldused ümbertöötamiseks

Vahelduvvoolumootoreid nimetatakse asünkroonseteks. Seda seetõttu, et staatori pöörlev magnetväli on rootori pöörlemiskiirusest veidi ees, justkui tõmbab seda kaasa.

Sama pööratavuse printsiipi kasutades jõuame järeldusele, et elektrivoolu tekitamise alustamiseks peab staatori pöörlev magnetväli jääma rootorist maha või olema lausa vastupidises suunas. Pöörleva magnetvälja loomiseks, mis jääb rootori pöörlemisest maha või on sellele vastupidine, on kaks võimalust.

Pidurdage seda reaktiivkoormusega. Selleks on tavarežiimil töötava (mitte genereeriva) elektrimootori toiteahelasse vaja kaasata näiteks võimas kondensaatorpank. See on võimeline akumuleerima elektrivoolu reaktiivset komponenti - magnetenergiat. See kinnisvara asub viimastel aegadel mida kasutavad laialdaselt need, kes soovivad säästa kilovatt-tunde.

Kui täpne olla, siis tegelikku energiasäästu pole, lihtsalt tarbija petab seaduslikul alusel elektriarvestit veidi.

Kondensaatoripatarei poolt akumuleeritud laeng on toitepingest tekkivaga antifaasis ja "aeglustab" seda. Selle tulemusena hakkab elektrimootor voolu genereerima ja võrku tagasi andma.

Suure võimsusega mootorite kasutamine kodus eranditult ühefaasilise võrgu olemasolul nõuab selles teatud teadmisi.

Elektritarbijate samaaegseks ühendamiseks kolme faasiga kasutatakse funktsioonide kohta spetsiaalset elektromehaanilist seadet - magnetkäivitit õige paigaldus mida saab lugeda.

Praktikas rakendatakse seda efekti elektritranspordis. Niipea, kui elektrivedur, tramm või trollibuss allamäge sõidab, ühendatakse veomootori toiteahelaga kondensaatoraku ja toimub tagasivool. elektrienergia võrku (ärge uskuge neid, kes väidavad, et elektritransport on kallis, see annab ligi 25 protsenti oma energiast).

See elektrienergia saamise meetod ei ole puhas tootmine. Asünkroonse mootori töö ülekandmiseks generaatorirežiimile on vaja kasutada iseergutusmeetodit.

Iseergastuv asünkroonmootor ja selle üleminek genereerimisrežiimile võib toimuda jääkmagnetvälja olemasolu tõttu armatuuris (rootoris). See on väga väike, kuid see on võimeline genereerima kondensaatorit laadivat EMF-i. Pärast iseergutusefekti tekkimist toidetakse kondensaatoripanka toodetud elektrivoolust ja genereerimisprotsess muutub pidevaks.

Asünkroonmootorist generaatori valmistamise saladused

Elektrimootori generaatoriks muutmiseks tuleb kasutada mittepolaarseid kondensaatoripankasid. Elektrolüütkondensaatorid selleks ei sobi. Kolmefaasilistes mootorites lülitatakse kondensaatorid sisse "tähega", mis võimaldab genereerimist alustada madalama rootori kiirusega, kuid väljundpinge on pisut madalam kui "kolmnurgaga" ühendamisel.

Generaatori saab teha ka ühefaasilisest asünkroonmootorist. Kuid selleks sobivad ainult need, millel on oravpuurirootor ja käivitamiseks kasutatakse faasinihke kondensaatorit. Koguja ühefaasilised mootorid ei sobi ümberehitamiseks.

Sellepärast Majameister peaks lähtuma lihtsast kaalutlusest: kondensaatoripatarei kogumass peaks olema võrdne elektrimootori enda kaaluga või sellest veidi suurem.

Praktikas toob see kaasa asjaolu, et piisavalt võimsa asünkroonse generaatori loomine on peaaegu võimatu, kuna mida madalam on mootori nimikiirus, seda rohkem see kaalub.

Hindame efektiivsuse taset - kas see on kasumlik?

Nagu näete, on elektrimootorit võimalik panna voolu genereerima mitte ainult teoreetilistes väljamõeldistes. Nüüd peame välja mõtlema, kui õigustatud on jõupingutused elektrimasina "põranda muutmiseks".


Paljudes teoreetilistes väljaannetes on asünkroonsete peamine eelis nende lihtsus. Ausalt öeldes on see silmakirjalikkus. Mootori seade pole üldse lihtsam seade sünkroongeneraator. Loomulikult puudub asünkroongeneraatoris elektriline ergutusahel, vaid see on asendatud kondensaatoripangaga, mis on iseenesest keeruline tehniline seade.

Kuid kondensaatoreid pole vaja hooldada ja nad saavad energiat justkui asjata - kõigepealt rootori jääkmagnetväljast ja seejärel genereeritud elektrivoolust. See on asünkroonsuse peamine ja peaaegu ainus pluss genereerivad masinad- neid ei saa serveerida.

Selliste elektrimasinate teine ​​eelis on see, et nende tekitatav vool on peaaegu ilma kõrgemate harmoonilisteta. Seda efekti nimetatakse "selgeks teguriks". Elektrotehnika teooriast kaugel olevate inimeste jaoks on see seletatav järgmiselt: mida madalam on puhastegur, seda vähem kulub elektrit kasutule küttele, magnetväljad ja muu elektriline "häbi".

Kolmefaasiliste asünkroonmootorite generaatorite kliirensitegur on tavaliselt 2%, kui traditsioonilised sünkroonmasinad toodavad minimaalselt 15. Kuid kliirensitegur elutingimused kui on võrku ühendatud erinevad tüübid elektriseadmed ( pesumasinad millel on suur induktiivne koormus), on praktiliselt võimatu.

Kõik muud asünkroonsete generaatorite omadused on negatiivsed. Nende hulka kuulub näiteks tekkiva voolu tööstusliku nimisageduse tagamise praktiline võimatus. Seetõttu on need peaaegu alati seotud alaldusseadmetega ja neid kasutatakse akude laadimiseks.

Lisaks sellised elektriautod väga tundlik koormuse kõikumise suhtes. Kui traditsioonilised generaatorid kasutavad ergastamiseks akut, millel on suur reserv elektri energia, siis võtab kondensaatoripank ise osa genereeritud voolust energiast.

Kui koormus peal omatehtud generaator asünkroonmootorilt ületab nimiväärtuse, siis ei jätku sellel laadimiseks piisavalt elektrit ja tootmine lakkab. Mõnikord kasutavad nad mahtuvuslikke akusid, mille maht muutub dünaamiliselt sõltuvalt koormusest.

See aga kaotab täielikult "ahela lihtsuse" eelise.

Tekkiva voolu sageduse ebastabiilsus, mille muutused on peaaegu alati juhuslikud, ei saa olla teaduslik seletus, ning seetõttu ei saa seda arvesse võtta ja kompenseerida, määras ette asünkroonsete generaatorite vähese levimuse igapäevaelus ja rahvamajanduses.

Asünkroonmootori funktsioneerimine generaatorina videol