Як зробити генератор із асинхронного двигуна?

На що тільки не йдуть люди, бажаючи заощадити на купівлі бензогенератора. Наприклад, один із способів – виготовлення саморобної генеруючої установки з асинхронного двигуна. Моя думка майстра така – якщо в господарстві є необхідні запчастини і людина має знання в електротехніці – можна пробувати. В інших ситуаціях простіше купити заводський генератор у зборі, яких на МотоЗілла представлено великий асортимент. У цій статті я розповім, як зробити генератор з асинхронного двигуна своїми руками і що для цього буде потрібно. Поради жінок на основі свого досвіду майстра з ремонту, що володіє власною майстернею.

Який асинхронний двигун підійде для генератора

Сам собою асинхронний двигун працювати в режимі генерації електроенергії не може. Конструктивно він для цього не призначений, оскільки на роторі відсутні постійні та звичайні магніти. Якщо просто підключити щупи мультиметра до обмотки та крутити вал, дисплей не покаже наявність напруги. Для перетворення асинхронного двигуна в генератор, здатний відтворити 220V, знадобиться невелика переробка.

Як "донор" підійде будь-який однофазний або трифазний електродвигун, який зустрічається в побуті або на виробництві. Це може бути двигун від пральної машинки, точильного верстата, поверхневого насоса і т. д. Кількість висновків теж допускається будь-яке – 3 або 4.

Який привід використовувати

Щоб асинхронний двигун міг генерувати напругу 220В, буде потрібно привід. Це може бути:

• бензиновий двигун внутрішнього згоряння;
• вітряна турбіна;
• гідравлічна турбіна.

Головне, щоб привід міг видавати обертів на 10% більше, ніж зазначено на корпусі двигуна асинхронного. Наприклад, на моторі від пральної машинки написано, що він розрахований 1430 обертів за хвилину. Для переходу в режим генерації привід повинен розкрутити вал якоря до 1573 об/хв (1430+143). Найпростіше цього досягти з ДВС та підбором шківів певного діаметра. Наприклад, якщо силова установка видає 3000 об/хв, то шків електромотора має бути майже 2 рази менше, щоб видавати близько 1600 об/хв. За таких розрахунків вийде напруга 230V і частота струму 50 Гц. Якщо оборотів буде більше, то відповідно зросте напруга та частота.

Схема підключення однофазного асинхронного двигуна для генератора

Тепер розповім, як підключити асинхронний двигун, щоб він міг працювати як генератора. У цьому процесі бере участь лише робоча обмотка. Якщо у вашого мотора чотири дроти, значить він однофазний і має пускову та робочу обмотки.

Розповідаю, як їх визначити:

1. Візьміть мультиметр та встановіть його в режим продзвону опору.
2. Заміряйте показник на двох довільно вибраних дротах.
3. Якщо мультиметр покаже 0 або 1 – це проводи з різних обмоток, які не пов'язані між собою.
4. Коли мультиметр покаже значення від 10 до 50 Ом, напишіть його.
5. Потім підключіть до тестера два інші дроти і запишіть отримане значення.

Найменший опір завжди у робочої обмотки, а більший – у пусковий. Останню заізолюйте та приберіть убік, щоб вона не заважала. До виходу робочої обмотки підключіть конденсатор. Рекомендую використовувати модель із характеристиками від 400 до 600 В. Підключення здійснюється паралельним способом.Місткість конденсатора залежить від потужності електромотора. Довідкові розрахунки наводжу у таблиці.

Потужність генератора, кВт

Місткість конденсатора, Мкф

Наприклад, для електромотора 2 кВт буде потрібно конденсатор на 60 Мкф. Як я помітив, краще використовувати не один конденсатор на 60 Мкф., а кілька, щоб їх сумарна ємність була 60. Наприклад, 20+40 Мкф або 30+30 Мкф або 50+10 Мкф. Так напруга, що видається, буде точніше.

Схема підключення трифазного асинхронного двигуна для генератора

Якщо ви знайшли промисловий асинхронний двигун із трьома фазами і хочете з нього зробити побутовий генератор для дому, тоді в його схемі буде три висновки від трьох обмоток. Вони всі робітники – пускової обмотки тут нема. Загальна ємність ділиться на три і кожна група конденсаторів підключається паралельно до своєї фази. Між фазами робити підключення не раджу.

Тут аналогічно краще поділити ємність по кожній фазі на кілька конденсаторів. Наприклад, при створенні побутового генератора потужністю 2 кВт із трифазного асинхронного двигуна потрібно на кожну фазу "повісити" конденсатори ємністю 20 Мкф. Останні можна зібрати із груп 17+3 Мкф. або 15+5 Мкф.

Для здешевлення схеми більше нічого додавати електронікою не потрібно. Знадобиться дерев'яна дошка, на якій закріплюється привід та асинхронний двигун. Для передачі моменту, що крутить, потрібен ремінь. Роздавати напругу споживачам можна через трійник. В одну розетку увімкніть вилку від саморобного генератора, а з двох інших можна знімати струм. Усі з'єднання рекомендую заізолювати.

Маючи в гаражі непристроєний асинхронний двигун, вдасться зробити генератор для запитування електроінструменту або освітлення.Але така установка не дуже стабільна в плані напруги, що видається (воно скаче в залежності від навантаження). Тому для будинку або квартири краще все ж таки купити заводську модель, що можна зробити в МотоЗілла. Тут же ви знайдете й олії для обслуговування.

2 коментарі

Дякую. Дуже цікаво та зрозуміло. Я тримаю в руках електродвигун дрес-1. Напруга живлення – 127В; Частота напруги живлення ДРСР-1 – 50Гц; Номінальний крутний момент – 0,225Н∙м; І думаю я модно з нього зробити міні вітрогенератор? Є якісь ідеї? Дякую.

Дякую. Дуже цікаво та зрозуміло. Я тримаю в руках електродвигун дрес-1. Напруга живлення – 127В; Частота напруги живлення ДРСР-1 – 50Гц; Номінальний крутний момент – 0,225Н∙м; Синхронна частота обертання – 49,1об/хв. Є якісь ідеї? Дякую.

Найчастіше, поломка – наслідок пропущеного ТО чи необслуженого вчасно вузла.
Регулярно доглядайте свою техніку – вона буде служити вам довго і радувати гарною динамікою!

Енергія електричного струму, входячи всередину асинхронного двигуна, легко перетворюється на енергію руху з його. А що робити, якщо потрібне зворотне перетворення? У такому випадку можна зробити саморобний генератор з асинхронного двигуна. Тільки функціонуватиме він в іншому режимі: за рахунок механічної роботи почне вироблятися електрика. Ідеальне рішення – перетворення на вітрогенератор – джерело безкоштовної енергії.

Конструкція та принцип дії асинхронного двигуна

Експериментально підтверджено, що магнітне поле створюється змінним електричним полем. На цьому і заснований принцип дії асинхронного двигуна, конструкція якого включає:

• Корпус – те, що бачимо зовні;
• Статор – нерухома частина електродвигуна;
• Ротор – елемент, що приводиться в рух.

У статора головний елемент – обмотка, на яку подається змінна напруга (принцип дії не на постійних магнітах, а на магнітному полі, що ушкоджується змінним електричним). У ролі ротора виступає циліндр з пазами, в які укладено намотування. Але струм, що надходить на неї, має протилежний напрямок. В результаті утворюється два змінні електричні поля. Кожне з них створює магнітне поле, які починають взаємодіяти між собою. Але пристрій статора такий, що не може рухатися. Тому результатом взаємодії двох магнітних полів стає обертання ротора.

Конструкція та принцип дії електрогенератора

Досвідами підтверджується і те, що магнітне поле створює змінне електричне поле. Нижче показано схему, яка доступно ілюструє принцип дії генератора.

Якщо металеву рамку помістити і повертати в магнітному полі, магнітний потік, що пронизує її, почне змінюватися. Це спричинить утворення індукційного струму всередині рамки. Якщо з'єднати кінці зі споживачем струму, наприклад, з електричною лампою, можна спостерігати її світіння. Це говорить про те, що механічна енергія, що витрачається на обертання рамки всередині магнітного поля, перетворилася на електричну енергію, яка допомогла спалахнути лампі.

Конструктивно електрогенератор складається з тих же частин, що і електродвигун: з корпусу, статора та ротора. Різниця полягає лише у принципі дії. Чи не ротор наводиться в рух від магнітного поля, створюваного електричним у статорному намотуванні. З'являється електричний струм в обмотці статора за рахунок зміни магнітного потоку, що пронизує її, завдяки примусовому обертанню ротора.

Від електродвигуна до електрогенератора

Життя людини сьогодні немислиме без електрики. Тому всюди будуються електростанції, що перетворюють енергію води, вітру та атомних ядер на електричну енергію. Вона стала універсальною, тому що її можна перетворити на енергію руху, тепла та світла. Це спричинило масове поширення електродвигунів. Електрогенератори менш популярні, тому що електрикою держава забезпечує централізовано. Але все ж таки іноді трапляється, що електроенергія відсутня, і отримати її ні звідки. У такому разі вам допоможе генератор із асинхронного двигуна.

Ми вже говорили вище, що конструктивно електрогенератор та двигун схожі один на одного. Звідси виникає питання: чи не можна це чудо техніки використовувати як джерело як механічної, так і електричної енергії? Виявляється, можна. І ми розповімо, як своїми руками переробити двигун у джерело струму.

Сенс ситуації

Якщо потрібно електрогенератор, навіщо його робити з двигуна, якщо можна купити нове обладнання? Проте якісна електротехніка – задоволення не з дешевих.І якщо у вас є мотор, що не використовується в даний момент, чому б йому не послужити добру службу? Шляхом простих маніпуляцій та з мінімальними витратами ви отримаєте відмінне джерело струму, яке зможе живити прилади, що мають активне навантаження. До таких відносяться комп'ютерна, електронна та радіотехніка, звичайні лампи, обігрівачі та зварювальні перетворювачі.

Але економія – не єдиний плюс. Переваги електричного генератора струму, спорудженого з асинхронного електродвигуна:

• Конструкція простіша, ніж у синхронного аналога;
• Максимальний захист нутрощів від вологи та пилу;
• Висока стійкість до перевантажень та короткого замикання;
• Майже повна відсутність нелінійних спотворень;
• Клірфактор (величина, що виражає нерівномірність обертання ротора) трохи більше 2%;
• Обмотки під час роботи статичні, тому довго не зношуються, збільшуючи експлуатаційний термін;
• Вироблена електрика відразу має напругу 220В або 380В залежно від того, який двигун ви вирішили переробити: однофазний або трифазний. Це означає, що до генератора можна безпосередньо підключати споживачів струму без інверторів.

Навіть якщо електрогенератор не зможе повністю забезпечити ваші потреби, його можна використовувати разом із централізованим електропостачанням. У цьому випадку йдеться знову про економію: платити доведеться менше. Вигода виражатиметься у різниці, отриманій шляхом віднімання виробленої електрики із суми спожитої електроенергії.

Що потрібно для переробки?

Щоб своїми руками змайструвати генератор із асинхронного двигуна, потрібно спочатку зрозуміти, що заважає перетворенню електричної енергії з механічної.Нагадаємо, що для утворення індукційного струму необхідна наявність магнітного поля, що змінюється з часом. При роботі обладнання в режимі двигуна воно створюється і в статорі, і в роторі за рахунок живлення від мережі. Якщо перевести техніку в режим генератора, виявиться, що магнітного поля немає зовсім. Звідки йому взятися?

Після роботи устаткування режимі двигуна ротор зберігає залишкову намагніченість. Саме вона від примусового обертання викликає індукційний струм у статорі. А для того щоб магнітне поле зберігалося, знадобиться встановлення конденсаторів, які володіє струмом ємнісним. Саме він підтримуватиме намагніченість за рахунок самозбудження.

З питанням, звідки взялося вихідне магнітне поле, ми розібралися. Але як рухати ротор? Звичайно, якщо ви розкрутите його власноруч, можна буде живити невелику лампочку. Але навряд чи результат задовольнить вас. Ідеальне рішення – перетворення мотора на вітрогенератор, або вітряк.

Так називають пристрій, що перетворює кінетичну енергію вітру на механічну, а потім – на електричну. Вітрогенератори мають лопаті, які при зустрічі з вітром наводяться в рух. Обертатися вони можуть як у вертикальній, так і в горизонтальній площині.

Від теорії до практики

Спорудимо вітрогенератор з мотора своїми руками. Для простого розуміння до інструкції додаються схеми та відео. Вам знадобляться:

• Пристрій передачі енергії вітру до ротора;
• Конденсатори на кожну статорну обмотку.

Сформулювати правило, за яким ви могли б з першого разу підібрати пристрій для уловлювання вітру, складно.Тут треба керуватися тим, що при роботі техніки в генераторному режимі частота обертання ротора повинна бути вищою на 10%, ніж при роботі як двигун. Зважати на частоту не номінальну, а холостого ходу. Приклад: номінальна частота 1000 оборотів, а в холостому режимі – 1400. Тоді для вироблення струму знадобиться частота, що дорівнює приблизно 1540 оборотів за хвилину.

Підбір конденсаторів за ємністю здійснюється за формулою:

C – потрібна ємність. Q – швидкість обертання ротора в обертах за хвилину. П – число «пі», що дорівнює 3,14. f – фазова частота (постійна величина для Росії, що дорівнює 50 Герцям). U – напруга в мережі (220, якщо одна фаза, і 380, якщо три).

Приклад розрахунку: трифазний ротор обертається зі швидкістю 2500 оборотів за хвилину. Тоді C = 2500 / (2 * 3,14 * 50 * 380 * 380) = 56 мкф.

Увага! Не підбирайте ємність більше за розрахункову величину. Інакше буде високим активний опір, що призведе до перегріву генератора. Це може статися і тоді, коли пристрій запускатиметься без навантаження. У такому разі буде корисно зменшити ємність конденсатора. Щоб це просто зробити своїми руками, ставте ємність не цільну, а збірну. Наприклад, 60 мкФ можна становити з 6 штук по 10 мкФ, з'єднаних паралельно один одному.

Як поєднувати?

Розглянемо, як зробити генератор із асинхронного двигуна, на прикладі трифазного мотора:

1. З'єднайте вал з пристроєм, що обертає ротор за рахунок енергії вітру;
2. Підключіть конденсатори за схемою трикутник, вершини якого з'єднайте з кінцями зірки або вершинами статора трикутника (залежить від типу з'єднання намоток);
3. Якщо на виході потрібна напруга 220 Вольт, з'єднайте статорні намотування в трикутник (кінець першої обмотки – з початком другої, кінець другої – з початком третьої, кінець третьої – з початком першої);
4. Якщо вам потрібно запитати пристрої від 380 Вольт, то для з'єднання статорних обмоток підійде схема «зірка». Для цього з'єднайте початок всіх намотування разом, а кінці підключіть до відповідних ємностей.

Покрокова інструкція про те, як зробити своїми руками однофазний вітрогенератор малої потужності:

1. Витягніть із старої пральної машини електродвигун;
2. Визначте робочу намотування та підключіть паралельно їй конденсатор;
3. Забезпечте обертання ротора за рахунок енергії вітру.

Вийде вітряк, як на відео, і він видасть 220 Вольт.

Для електроприладів, що живляться від постійного струму, додатково знадобиться встановлення випрямляча. А якщо ви зацікавлені у контролі параметрів джерела живлення, встановіть на виході амперметр та вольтметр.

Порада! Вітрогенератори через відсутність постійного вітру можуть іноді припиняти роботу або працювати не на повну силу. Тому зручно організувати власну електростанцію. Для цього вітряк підключають під час вітряної погоди до акумулятора. Нагромаджену електроенергію можна використовувати під час штилю.

Електродвигун – це пристрій, що виступає як перетворювач енергії і працює в режимі отримання механічної енергії з електричної. Шляхом нескладних перетворень без використання постійного магніту, але завдяки залишковій намагніченості, двигун починає працювати як джерело живлення. Це два взаємозворотні явища, які допомагають вам економити: не потрібно купувати вітрогенератор, якщо без діла валяється електричний двигун. Дивіться відео та навчайтеся.

Така процедура вимагає певних знань про асинхронні двигуни та генератори.

Перш ніж почати переробляти асинхронний двигун в генератор такого типу необхідно докладніше вивчити пристрій асинхронних генераторів і двигунів, їх види і принцип роботи.

Вміст огляду

Що таке асинхронний двигун

Асинхронний двигун (АТ) – це електрична машина, яка використовується для перетворення електричної енергії на механічну. Свою назву такий двигун отримав за рахунок те, що частоти обертання рухомої частини двигуна та магнітного поля (МП) не збігаються.

• Основа АТ, це статор та ротор. Статор є циліндром з листів електротехнічної сталі.
• У його осерді укладено спеціальні обмотки, які мають бути зрушені на 120 градусів один від одного.
• Ротор – це частина електричної машини, що обертається, що приводиться в рух провідним або приводним валом.

Виконується ротор із листів сталі. Він може бути двох видів, фазний або короткозамкнутий, а виконаний у вигляді барабана, диска чи колеса

Принцип дії АТ полягає в тому, що при подачі напруги від зовнішнього джерела на нерухомі обмотки статора, в частині двигуна, що обертається, наводиться ЕРС взаємоіндукції і індукує вихрові струми. Через вихрові струми генерується власна ЕРС, що формує МП ротора.

Види асинхронних двигунів

Асинхронні двигуни можуть відрізнятися за кількістю фаз, що використовуються.

Розрізняють однофазні, двофазні та трифазні електродвигуни.

1. Електродвигуни, що використовують одну фазу, мають одну робочу обмотку, використовують однофазний струм.Такий двигун може працювати від стандартної мережі та є найпоширенішим у своїй категорії. Недоліком однофазного двигуна є потреба у додатковій обмотці, яка забезпечує додаткове обертання для початку руху ротора.
2. Двофазний асинхронний двигун влаштований трохи складніше ніж однофазний, він має фазозсувний конденсатор і дві обмотки, які знаходяться один навпроти одного. Двофазні апарати працюють на змінному струмі.
3. Трифазний АТ має три робочі обмотки, зрушені відносно один одного на 120 градусів. Стабільна робота у такому двигуні здійснюється з допомогою зсунутого у просторі МП. Головним плюсом такого двигуна є стійкість до перевантажень, але у трифазних АТ складна система регулювання швидкості обертання валу.

Також асинхронні мотори можуть відрізнятися типом встановленого у яких ротора. Найбільш поширеними в промисловості є АТ із короткозамкненим ротором (АТ з КЗР), серед переваг такого двигуна можна виділити:

• Дешевизна;
• Міцність;
• Висока продуктивність;
• Невибагливість в обслуговуванні.

Асинхронні двигуни з ротором фазного типу відрізняються меншою популярністю, зумовлено це рядом недоліків:

• Потреба регулярному обслуговуванні;
• Великий витрата міді;
• Складність конструкції.

Що таке асинхронний генератор

Асинхронний генератор (АГ) – це асинхронна машина, що працює в генераторному режимі.

Конструкція асинхронного генератора дуже схожа з асинхронним двигуном, але перетворення енергії відбувається у напрямі. АГ перетворює механічну енергію (це може бути вітрова, гідравлічна або ін.) електричну.

Принцип роботи асинхронних генераторів у тому, що утворені внаслідок обертання ротора магнітні силові лінії перетинають обмотки статора. При приєднанні навантаження, утворена в котушках ЕРС, призводить до появи струму в ланцюгу. Нижче представлені фото асинхронних генераторів:

Генератор асинхронного типу найчастіше використовується як джерело енергії у побутових та промислових приладах. Плавний пуск електродвигуна дозволяє знизити відчутні недоліки електромашин. Як забезпечити плавний пуск електроінструменту своїми руками в домашніх умовах ми розповідаємо в додатковому матеріалі.

Переваги та недоліки асинхронних генераторів

Серед усіх переваг асинхронного генератора варто виділити:

• Простоту обслуговування;
• Низька вартість;
• малу чутливість до КЗ (короткого замикання);

Незважаючи на це, асинхронні генератори не користуються великою популярністю, причиною цього є ряд недоліків:

• ненадійність роботи при високому навантаженні;
• Залежність параметрів електричної мережі;
• Залежність від активно індуктивного характеру навантаження.

Асинхронний генератор з асинхронного двигуна

За необхідності абсолютно будь-який артеріальний тиск можна своїми руками переробити в АГ. Для того, щоб зібрати такий генератор, знадобиться будь-який АТ, який можна зняти зі старої пральної машини або іншої техніки, неодимові магніти та епоксидна смола.

Інструкція як зробити асинхронний генератор:

1. Для початку необхідно зробити невеликі отвори у структурі сердечника та зняти тонкий шар у 2 міліметри. Глибина отворів 5 мм.
2. Заміряти ротор і виготовити смуги з металу відповідно до габаритів пристрою.
3. Придбати та встановити неодимові магніти. Для кожного полюса знадобиться вісім магнітів.
4. Зафіксувати магніти. Варто врахувати, що коли ви піднесете магніти до ротора, вони почнуть зміщуватися, тому їх слід добре утримувати доки вони остаточно не зафіксуються.
5. Взяти папір чи скотч і обернути ротор.
6. Торцеву частину ротора потрібно заліпити пластиліном або іншим схожим матеріалом для герметизації пристрою.
7. Заповнити вільний простір між магнітами. Зробити це потрібно за допомогою епоксидної смоли.
8. Коли смола повністю застигне зняти папір або скотч.
9. Відшліфувати поверхню ротора.
10. Визначити стан пристрою, за потреби замінити підшипники.
11. Для генератора потрібно зібрати випрямляч, та придбати контролер для заряджання.

Якщо ви виконали всі перераховані вище дії, то роботу можна вважати завершеною. Таким чином витративши трохи часу та грошей, ви отримуєте робочий генератор.

Де застосовуються асинхронні генератори

Різні види асинхронних генераторів можна використовувати в побутових умовах при необхідності отримання невеликої кількості електричної енергії з механічної.

Крім цього, АГ знаходять застосування як основні елементи електроенергетичних установок.

Наприклад, вони можуть використовуватися для:

1. Живлення АТ, побутових приладів, для освітлення, тощо в районах, віддалених від ліній електропередач.
2. Живлення радіостанцій низької потужності.
3. Нагрівання та розплавлення матеріалів теплом.
4. Електрозварювання.
5. Отримання постійної напруги в автономних електричних установках.

Таким чином, виходить, що, виконавши ряд нескладних операцій з АТ, можна отримати бюджетний генераторний пристрій для автономного вироблення електроенергії.