Generator aus einem Asynchronmotor. Wie man aus einem Asynchronmotor einen Generator macht

Der Wunsch, einen Stromgenerator für Ihren Gebrauch zu haben, wird von einem Ärgernis überschattet – diesem hohe Kosten der Einheit. Was auch immer man sagen mag, die Modelle mit der niedrigsten Leistung haben einen ziemlich exorbitanten Preis – ab 15.000 Rubel. Es ist diese Tatsache, die die Idee nahelegt, einen Generator mit eigenen Händen zu bauen. Allerdings er selbst Der Prozess kann schwierig sein, Wenn:

• keine Kenntnisse im Umgang mit Werkzeugen und Diagrammen;
• keine Erfahrung im Erstellen ähnliche Geräte;
• Die notwendigen Teile und Ersatzteile sind nicht verfügbar.

Wenn all dies und ein großer Wunsch vorhanden sind, dann Sie können versuchen, einen Generator zu bauen, geleitet von der Montageanleitung und dem beigefügten Diagramm.

Es ist kein Geheimnis, dass ein gekaufter elektrischer Generator über eine umfangreichere Liste an Fähigkeiten und Funktionen verfügt, während ein selbstgebauter Generator in den ungünstigsten Momenten ausfallen und nicht richtig funktionieren kann. Ob man also kauft oder selbst macht, ist eine rein individuelle Frage, die einen verantwortungsvollen Umgang erfordert.

Wie funktioniert ein elektrischer Generator?

Das Funktionsprinzip des elektrischen Generators basiert auf physikalisches Phänomen Elektromagnetische Induktion. Ein Leiter, der ein künstlich erzeugtes elektromagnetisches Feld durchquert, erzeugt einen Impuls, der in Gleichstrom umgewandelt wird.

Der Generator verfügt über einen Motor, der Strom erzeugen kann, indem er in seinen Fächern eine bestimmte Art von Kraftstoff verbrennt: oder. Der in den Brennraum gelangende Kraftstoff wiederum erzeugt während des Verbrennungsprozesses Gas, das die Kurbelwelle dreht. Letzterer überträgt einen Impuls auf die angetriebene Welle, die bereits leistungsfähig ist eine bestimmte Menge von Energieausgang.

Diese Aufgabe erfordert eine Reihe von Manipulationen, die mit einem klaren Verständnis der Prinzipien und Funktionsweise solcher Geräte einhergehen müssen.

Was es ist und wie es funktioniert

Ein asynchroner Elektromotor ist eine Maschine, in der elektrische Energie in mechanische und thermische Energie umgewandelt wird. Ein solcher Übergang wird durch das Phänomen der elektromagnetischen Induktion möglich, die zwischen den Stator- und Rotorwicklungen auftritt. Ein Merkmal von Asynchronmotoren ist die Tatsache, dass die Drehzahl dieser beiden Schlüsselelemente unterschiedlich ist.

Die Konstruktionsmerkmale eines typischen Elektromotors sind in der Abbildung zu erkennen. Sowohl der Stator als auch der Rotor sind koaxial runder Abschnitt Objekte werden durch Sammeln einer ausreichenden Anzahl von Platten aus Spezialstahl hergestellt. Die Statorbleche weisen auf der Ringinnenseite Nuten auf und bilden bei Ausrichtung Längsnuten, in die die Kupferdrahtwicklung gewickelt wird. Für den Rotor übernehmen Aluminiumstäbe ihre Rolle, sie werden ebenfalls in die Nuten des Kerns eingesetzt, aber auf beiden Seiten durch Sicherungsbleche verschlossen.

Wenn Spannung an die Statorwicklungen angelegt wird, entsteht auf ihnen ein elektromagnetisches Feld und sie beginnen sich zu drehen. Aufgrund der Tatsache, dass die Rotorrotationsgeschwindigkeit offensichtlich niedriger ist, wird eine EMK zwischen den Wicklungen induziert und die Zentralwelle beginnt sich zu bewegen. Die Nichtsynchronität der Frequenzen hängt nicht nur mit den theoretischen Grundlagen des Prozesses zusammen, sondern auch mit der tatsächlichen Reibung der Wellenstützlager; sie verlangsamt ihn etwas gegenüber dem Statorfeld.

Was ist ein elektrischer Generator?

Ein Generator ist eine elektrische Maschine, die mechanische und thermische Energie in elektrische Energie umwandelt. Unter diesem Gesichtspunkt handelt es sich um ein Gerät, das in Funktionsprinzip und Funktionsweise einem Asynchronmotor direkt entgegengesetzt ist. Darüber hinaus sind Induktionsgeneratoren die gebräuchlichste Art von Stromgeneratoren.

Wie wir uns aus der oben beschriebenen Theorie erinnern, ist dies nur möglich, wenn sich die Umdrehungen der Magnetfelder von Stator und Rotor unterscheiden. Daraus ergibt sich eine logische Schlussfolgerung (unter Berücksichtigung auch des am Anfang des Artikels erwähnten Prinzips der Reversibilität): Es ist theoretisch möglich, aus einer Asynchronmaschine einen Generator zu machen, außerdem ist dies ein Problem, das unabhängig gelöst werden kann durch Zurückspulen.

Motorbetrieb im Generatorbetrieb

Jeder asynchrone elektrische Generator wird als eine Art Transformator verwendet, bei dem mechanische Energie aus der Drehung der Motorwelle in Wechselstrom umgewandelt wird. Dies wird möglich, wenn seine Drehzahl höher als synchron wird (ca. 1500 U/min). Das klassische Schema zum Umbau und Anschluss eines Motors im Elektrogeneratorbetrieb mit Drehstromerzeugung lässt sich ganz einfach mit eigenen Händen zusammenbauen:

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Um eine solche Startgeschwindigkeit zu erreichen, ist es notwendig, ein relativ großes Drehmoment aufzubringen (z. B. durch Anschluss eines Motors). Verbrennungs in einem Gasgenerator oder Laufräder in einer Windmühle). Sobald die Drehzahl den Synchronwert erreicht, beginnt die Kondensatorbank zu arbeiten und erzeugt einen kapazitiven Strom. Dadurch kommt es zu einer Selbsterregung der Statorwicklungen und einer Stromerzeugung elektrischer Strom(Generierungsmodus).

Eine notwendige Voraussetzung für den stabilen Betrieb eines solchen Stromgenerators mit einer Industrienetzfrequenz von 50 Hz ist die Einhaltung seiner Frequenzeigenschaften:

1. Seine Drehzahl muss die asynchrone Drehzahl (die Betriebsfrequenz des Motors selbst) um einen Schlupfprozentsatz (von 2 bis 10 %) überschreiten.
2. Die Drehzahl des Generators muss mit der Synchrondrehzahl übereinstimmen.

Wie baut man einen Asynchrongenerator selbst zusammen?

Wenn Sie Wissen, Einfallsreichtum und die Fähigkeit erworben haben, mit Informationen zu arbeiten, können Sie mit Ihren eigenen Händen einen funktionierenden Generator aus einem Motor zusammenbauen/nachbauen. Dazu müssen Sie die genauen Schritte in der folgenden Reihenfolge ausführen:

1. Es wird die reale (asynchrone) Drehzahl des Motors berechnet, der als elektrischer Generator eingesetzt werden soll. Um die Geschwindigkeit eines an das Netzwerk angeschlossenen Geräts zu bestimmen, können Sie einen Fahrtenschreiber verwenden.
2. Es wird die Synchronfrequenz des Motors ermittelt, die auch für den Generator asynchron ist. Hierbei wird die Schlupfmenge berücksichtigt (2-10 %). Nehmen wir an, die Messungen ergaben eine Drehzahl von 1450 U/min. Die erforderliche Betriebsfrequenz des elektrischen Generators beträgt:

nGEN = (1,02…1,1)nDV= (1,02…1,1) 1450 = 1479…1595 U/min,

1. Auswahl eines Kondensators mit der erforderlichen Kapazität (es werden Standard-Vergleichsdatentabellen verwendet).

Wir können dem ein Ende setzen, aber wenn eine einphasige Netzspannung von 220 V erforderlich ist, erfordert die Funktionsweise eines solchen Geräts die Einführung eines Abwärtstransformators in den zuvor gegebenen Stromkreis.

Arten von motorbasierten Generatoren

Der Kauf eines handelsüblichen, vorgefertigten Stromgenerators ist keineswegs ein billiges Vergnügen und dürfte für die praktische Mehrheit unserer Mitbürger kaum erschwinglich sein. Ein selbstgebauter Generator kann eine ausgezeichnete Alternative sein; er kann mit ausreichenden Kenntnissen in Elektrotechnik und Sanitär zusammengebaut werden. Das zusammengebaute Gerät kann erfolgreich verwendet werden als:

1. Eigenbetriebener elektrischer Generator. Der Benutzer kann mit seinen eigenen Händen ein Gerät zur Stromerzeugung mit langer Wirkungsdauer durch Selbstaufladung erhalten.
2. Windgenerator. Als Antriebsvorrichtung zum Starten des Motors dient eine Windmühle, die sich unter dem Einfluss des Windes dreht.
3. Generator mit Neodym-Magneten,
4. Dreiphasen-Gasgenerator,
5. Einphasiger Generator mit geringer Leistung für Motoren von Elektrogeräten usw.

Einen Standardmotor mit eigenen Händen in ein funktionierendes Stromerzeugungsgerät umzuwandeln, ist eine spannende Tätigkeit und schont offensichtlich Ihr Budget. Auf diese Weise können Sie eine normale Windmühle umbauen, indem Sie sie an einen Motor zur autonomen Energieerzeugung anschließen.

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Asynchroner Elektromotor als Generator

Betrieb eines Asynchron-Elektromotors im Generatorbetrieb

Der Artikel beschreibt den Aufbau eines dreiphasigen (einphasigen) 220/380-V-Generators auf Basis eines AC-Asynchron-Elektromotors.

Ein dreiphasiger asynchroner Elektromotor, Ende des 19. Jahrhunderts vom russischen Elektroingenieur M.O. erfunden. Dolivo-Dobrovolsky, hat sich mittlerweile überwiegend in der Industrie, der Landwirtschaft und auch im Alltag verbreitet. Asynchrone Elektromotoren sind am einfachsten und zuverlässigsten zu betreiben. Daher sollten in allen Fällen, in denen dies unter den Bedingungen des Elektroantriebs zulässig ist und keine Notwendigkeit einer Blindleistungskompensation besteht, asynchrone Wechselstrommotoren eingesetzt werden.

Es gibt zwei Haupttypen von Asynchronmotoren:mit Käfigläufer und mit Phasenrotor . Ein asynchroner Käfigläufermotor besteht aus einem stationären Teil – dem Stator – und einem beweglichen Teil – dem Rotor, der sich in Lagern dreht, die in zwei Motorschilden montiert sind. Die Stator- und Rotorkerne bestehen aus separaten, voneinander isolierten Elektroblechen. In den Nuten des Statorkerns wird eine Wicklung aus isoliertem Draht platziert. In die Nuten des Rotorkerns wird eine Stabwicklung eingelegt oder geschmolzenes Aluminium gegossen. Überbrückungsringe schließen die Rotorwicklung an den Enden kurz (daher der Name kurzgeschlossen). Im Gegensatz zu einem Käfigläufer wird in den Nuten eines Phasenläufers eine Wicklung in Form einer Statorwicklung platziert. Die Enden der Wicklung werden zu Schleifringen geführt, die auf der Welle montiert sind. Bürsten gleiten entlang der Ringe und verbinden die Wicklung mit einem Start- oder Steuerwiderstand. Asynchrone Elektromotoren mit gewickeltem Rotor sind teurere Geräte, erfordern eine qualifizierte Wartung, sind weniger zuverlässig und werden daher nur in Branchen eingesetzt, in denen auf sie nicht verzichtet werden kann. Aus diesem Grund kommen sie nicht sehr häufig vor und wir werden sie nicht weiter betrachten.

Durch die Statorwicklung, die an einen Dreiphasenstromkreis angeschlossen ist, fließt ein Strom, wodurch ein rotierendes Magnetfeld entsteht. Die magnetischen Feldlinien des rotierenden Statorfeldes kreuzen die Rotorwicklungsstäbe und induzieren in ihnen eine elektromotorische Kraft (EMF). Unter dem Einfluss dieser EMK fließt Strom in den kurzgeschlossenen Rotorstäben. Um die Stäbe herum entstehen magnetische Flüsse, die ein allgemeines Magnetfeld des Rotors erzeugen, das in Wechselwirkung mit dem rotierenden Magnetfeld des Stators eine Kraft erzeugt, die den Rotor dazu zwingt, sich in der Drehrichtung des Statormagnetfelds zu drehen. Die Rotationsfrequenz des Rotors ist etwas niedriger als die Rotationsfrequenz des von der Statorwicklung erzeugten Magnetfelds. Dieser Indikator ist durch Schlupf S gekennzeichnet und liegt bei den meisten Motoren im Bereich von 2 bis 10 %.

IN Industrieanlagen Meist genutztDreiphasen-Asynchron-Elektromotoren, die in Form einheitlicher Serien produziert werden. Dazu gehört die Single-4A-Serie mit einem Nennleistungsbereich von 0,06 bis 400 kW, deren Maschinen äußerst zuverlässig sind, eine gute Leistung aufweisen und den Weltstandards entsprechen.

Autonome Asynchrongeneratoren sind Drehstrommaschinen, die die mechanische Energie der Antriebsmaschine in elektrische Wechselstromenergie umwandeln. Ihr unbestrittener Vorteil gegenüber anderen Generatortypen ist das Fehlen eines Kommutator-Bürsten-Mechanismus und damit eine höhere Haltbarkeit und Zuverlässigkeit. Wird ein vom Netz getrennter Asynchronmotor von einem beliebigen Primärmotor in Rotation versetzt, so entsteht nach dem Reversibilitätsprinzip elektrischer Maschinen bei Erreichen einer synchronen Drehzahl eine gewisse EMK an den Anschlüssen der Statorwicklung unter dem Einfluss eines Restmagnetfeldes. Wenn Sie nun eine Batterie mit Kondensatoren C an die Anschlüsse der Statorwicklung anschließen, fließt in den Statorwicklungen ein voreilender kapazitiver Strom, der in diesem Fall magnetisierend ist. Die Batteriekapazität C muss abhängig von den Parametern des autonomen Asynchrongenerators einen bestimmten kritischen Wert C0 überschreiten: Nur in diesem Fall erregt sich der Generator selbst und an den Statorwicklungen wird ein dreiphasiges symmetrisches Spannungssystem installiert. Der Spannungswert hängt letztendlich von den Eigenschaften der Maschine und der Kapazität der Kondensatoren ab. Somit kann ein asynchroner Käfigläufer-Elektromotor in einen asynchronen Generator umgewandelt werden.

Standardschaltung zum Anschluss eines Asynchron-Elektromotors als Generator.

Sie können die Kapazität so wählen, dass die Nennspannung und Leistung des Asynchrongenerators gleich der Spannung bzw. Leistung sind, wenn er als Elektromotor betrieben wird.

Tabelle 1 zeigt die Kapazitäten der Kondensatoren zur Erregung von Asynchrongeneratoren (U=380 V, 750...1500 U/min). Hier wird die Blindleistung Q durch die Formel bestimmt:

Q = 0,314 U2 C 10-6,

Dabei ist C die Kapazität der Kondensatoren, μF.

Wie aus den obigen Daten ersichtlich ist, führt die induktive Belastung des Asynchrongenerators, die den Leistungsfaktor verringert, zu einem starken Anstieg der erforderlichen Kapazität. Um bei steigender Belastung eine konstante Spannung aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, die Kapazität des Kondensators zu erhöhen, also zusätzliche Kondensatoren anzuschließen. Dieser Umstand ist als Nachteil des Asynchrongenerators anzusehen.

Die Drehfrequenz eines Asynchrongenerators im Normalbetrieb muss die des Asynchrongenerators um einen Schlupfwert S = 2...10 % überschreiten und der Synchronfrequenz entsprechen. Die Nichteinhaltung dieser Bedingung führt dazu, dass die Frequenz der erzeugten Spannung von der Industriefrequenz von 50 Hz abweichen kann, was zu einem instabilen Betrieb frequenzabhängiger Stromverbraucher führt: Elektropumpen, Waschmaschinen, Geräte mit einen Transformatoreingang. Besonders gefährlich ist eine Verringerung der erzeugten Frequenz, da in diesem Fall der induktive Widerstand der Wicklungen von Elektromotoren und Transformatoren abnimmt, was zu deren erhöhter Erwärmung und vorzeitigem Ausfall führen kann. Ein gewöhnlicher Asynchron-Käfigläufermotor mit entsprechender Leistung kann ohne Umbauten als Asynchrongenerator verwendet werden. Die Leistung des Elektromotor-Generators wird durch die Leistung der angeschlossenen Geräte bestimmt. Die energieintensivsten davon sind:

· Haushaltsschweißtransformatoren;

· Elektrosägen, Elektrohobelmaschinen, Getreidebrecher (Leistung 0,3...3 kW);

· Elektroöfen der Typen „Rossiyanka“ und „Dream“ mit einer Leistung von bis zu 2 kW;

· elektrische Bügeleisen (Leistung 850…1000 W).

Ich möchte besonders auf den Betrieb von Haushaltsschweißtransformatoren eingehen. Ihr Anschluss an eine autonome Stromquelle ist äußerst wünschenswert, weil Wenn sie über ein Industrienetz betrieben werden, verursachen sie eine Reihe von Unannehmlichkeiten für andere Stromverbraucher. Wenn ein Haushaltsschweißtransformator für den Betrieb mit Elektroden mit einem Durchmesser von 2 bis 3 mm ausgelegt ist, beträgt seine Gesamtleistung etwa 4 bis 6 kW. Die Leistung des Asynchrongenerators für seine Stromversorgung sollte innerhalb von 5 liegen. ,7 kW. Wenn ein Haushaltsschweißtransformator das Arbeiten mit Elektroden mit einem Durchmesser von 4 mm ermöglicht, kann die von ihm verbrauchte Gesamtleistung im schwersten Modus – dem „Schneiden“ von Metall – 10 bis 12 kW bzw. die Leistung eines Asynchrongenerators erreichen sollte innerhalb von 11...13 kW liegen.

Bei einer dreiphasigen Kondensatorbank empfiehlt es sich, sogenannte Blindleistungskompensatoren zu verwenden, die den cosφ verbessern sollenin industriellen Beleuchtungsnetzen. Ihre typische Bezeichnung: KM1-0.22-4.5-3U3 oder KM2-0.22-9-3U3, die wie folgt entschlüsselt wird. KM - mit Mineralöl imprägnierte Kosinuskondensatoren, die erste Zahl ist die Größe (1 oder 2), dann die Spannung (0,22 kV), die Leistung (4,5 oder 9 kvar), dann bedeutet die Zahl 3 oder 2 dreiphasig oder einphasig. Phasenversion, U3 (gemäßigtes Klima der dritten Kategorie).

Bei Eigenfertigung der Batterie sollten Sie Kondensatoren wie MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 usw. für eine Betriebsspannung von mindestens 600 V verwenden. Elektrolytkondensatoren können nicht verwendet werden.

Die oben diskutierte Möglichkeit, einen Drehstrom-Elektromotor als Generator anzuschließen, kann als klassisch, aber nicht als einzige angesehen werden. Es gibt andere Methoden, die sich in der Praxis ebenso gut bewährt haben. Zum Beispiel, wenn eine Kondensatorbank an eine oder zwei Wicklungen eines Elektromotorgenerators angeschlossen wird.

Zweiphasenmodus eines Asynchrongenerators.

Abb.2 Zweiphasenmodus eines Asynchrongenerators.

Diese Schaltung sollte verwendet werden, wenn keine dreiphasige Spannung erforderlich ist. Diese Schaltmöglichkeit reduziert die Arbeitskapazität der Kondensatoren, reduziert die Belastung des primären mechanischen Motors im Leerlauf usw. spart „kostbaren“ Kraftstoff.

Als Generatoren mit geringer Leistung, die eine einphasige Wechselspannung von 220 V erzeugen, können Sie einphasige asynchrone Käfigläufermotoren für den Hausgebrauch verwenden: von Waschmaschinen wie „Oka“, „Wolga“, Bewässerungspumpen „Agidel“. ", "BTsN" usw. Ihre Kondensatorbatterie kann parallel zur Arbeitswicklung geschaltet werden oder einen vorhandenen Phasenschieberkondensator verwenden, der an die Startwicklung angeschlossen ist. Die Kapazität dieses Kondensators muss möglicherweise etwas erhöht werden. Sein Wert wird durch die Art der an den Generator angeschlossenen Last bestimmt: Aktive Lasten (Elektroöfen, Glühbirnen, elektrische Lötkolben) erfordern eine geringe Kapazität, induktive Lasten (Elektromotoren, Fernseher, Kühlschränke) erfordern mehr.

Abb. 3 Generator mit geringer Leistung aus einem einphasigen Asynchronmotor.

Nun ein paar Worte zum primären mechanischen Motor, der den Generator antreibt. Wie Sie wissen, ist jede Energieumwandlung mit unvermeidlichen Verlusten verbunden. Ihr Wert wird durch die Effizienz des Geräts bestimmt. Daher muss die Leistung eines mechanischen Motors die Leistung eines Asynchrongenerators um 50...100 % übertreffen. Beispielsweise sollte bei einer Asynchrongeneratorleistung von 5 kW die Leistung eines mechanischen Motors 7,5...10 kW betragen. Über einen Übertragungsmechanismus werden die Drehzahlen des mechanischen Motors und des Generators so angepasst, dass die Betriebsart des Generators auf die mittlere Drehzahl des mechanischen Motors eingestellt wird. Bei Bedarf können Sie die Generatorleistung kurzzeitig erhöhen, indem Sie die Drehzahl des mechanischen Motors erhöhen.

Jedes autonome Kraftwerk muss enthalten mindestens erforderlich Zubehör: Wechselspannungsmesser (mit einer Skala bis 500 V), Frequenzmesser (vorzugsweise) und drei Schalter. Ein Schalter verbindet die Last mit dem Generator, die anderen beiden schalten den Erregerkreis. Das Vorhandensein von Schaltern im Erregerkreis erleichtert das Starten eines mechanischen Motors und ermöglicht außerdem eine schnelle Senkung der Temperatur der Generatorwicklungen; nach Abschluss der Arbeiten wird der Rotor des nicht erregten Generators durch die Mechanik für einige Zeit gedreht Motor. Dieses Verfahren verlängert die aktive Lebensdauer der Generatorwicklungen.

Wenn ein Generator verwendet werden soll, um Geräte mit Strom zu versorgen, die normalerweise an ein Wechselstromnetz angeschlossen sind (z. B. Beleuchtung in einem Wohngebäude, elektrische Haushaltsgeräte), muss ein zweiphasiger Schalter vorgesehen werden, der diese Geräte trennt aus dem Industrienetz, während der Generator in Betrieb ist. Es ist notwendig, beide Drähte zu trennen: „Phase“ und „Null“.

Abschließend noch einige allgemeine Ratschläge.

1. Der Generator ist ein gefährliches Gerät. Verwenden Sie 380 V nur, wenn dies unbedingt erforderlich ist; in allen anderen Fällen verwenden Sie 220 V.

2. Aus Sicherheitsgründen muss der Stromgenerator mit einer Erdung ausgestattet sein.

3. Achten Sie auf den thermischen Modus des Generators. Er „mag“ den Leerlauf nicht. Durch eine sorgfältigere Wahl der Kapazität der Erregerkondensatoren lässt sich die thermische Belastung reduzieren.

4. Machen Sie keinen Fehler bei der Menge des vom Generator erzeugten elektrischen Stroms. Wenn beim Betrieb eines Drehstromgenerators eine Phase verwendet wird, beträgt deren Leistung 1/3 der Gesamtleistung des Generators, bei zwei Phasen 2/3 der Gesamtleistung des Generators.

5. Die Frequenz des vom Generator erzeugten Wechselstroms lässt sich indirekt über die Ausgangsspannung steuern, die im „Leerlauf“-Modus 4...6 % über dem Industriewert von 220/380 V liegen sollte.

Bestehende Stromversorgungsunternehmen haben wiederholt ihre Inkompetenz bei der Betreuung der Verbraucher unter Beweis gestellt, und immer mehr Menschen haben Probleme mit der Stromversorgung. Am häufigsten bei Stromausfällen oder sogar Mangel an Strom Besitzer von Villen und Datschen außerhalb der Stadtfront. In diesem Zusammenhang decken sich die Menschen mit Petroleumlampen, Kerzen und Benzingeneratoren ein.

Es ist jedoch nicht immer möglich, einen guten Generator zu kaufen, und die Bewohner stehen vor der Frage, wie sie einen Generator mit eigenen Händen herstellen und dafür viel weniger ausgeben können als für eine Fabrikeinheit.

Funktionsprinzip des Generators

Da der Generator sehr gefragt ist, kann er auf einem Benzin- oder Dieselmotor basieren. In den meisten Fällen ist das Hauptgerät zur Stromerzeugung ein Asynchronmotor, der Energie für das funktionierende Stromnetz erzeugt. Benzingenerator mit Asynchronmotor funktioniert mit hoher Effizienz und die Rotordrehzahl eines Asynchronmotors ist höher als die des Motors selbst.

Anlagen mit einem Asynchronmotor werden nicht nur im häuslichen Bereich, sondern auch in vielen anderen Bereichen eingesetzt andere Kraftwerke, solche wie:

• Windkraftanlagen.
• Zum Betrieb der Schweißmaschine.
• Zur Stromunterstützung in Verbindung mit einem Kleinwasserkraftwerk.

In den meisten Fällen erfolgt der Start durch den Stromanschluss, bei Ministationen ist dies jedoch nicht ganz sinnvoll, da der Generator Strom erzeugen und nicht verbrauchen muss. Aufgrund dieses Nachteils bieten Hersteller zunehmend an selbsterregende Geräte, für den zum Start lediglich die Reihenschaltung eines Kondensators erforderlich ist.

Da die Rotordrehzahl eines Asynchrongenerators höher ist als die des Motors selbst, kann er Strom erzeugen. Bei den gängigsten Generatormodellen müssen zur Stromerzeugung mindestens 1500 Umdrehungen pro Minute vorhanden sein.

Die Überlegenheit der Rotordrehzahl beim Anlauf gegenüber der Synchrondrehzahl wird als Schlupf bezeichnet und als Prozentsatz der Synchrondrehzahl berechnet, da sich der Stator jedoch mit dreht hohe Geschwindigkeit Als der Rotor entsteht ein Strom geladener Elektronen mit wechselnder Polarität.

Beim Start regelt das angeschlossene Gerät die Synchrondrehzahl und anschließend den Schlupf. Beim Verlassen des Stators bewegen sich die Elektronen um den Rotor, die Wirkenergie befindet sich jedoch bereits in den Statorspulen.

Das Funktionsprinzip des Motors besteht darin, mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Zum Starten und zur Stromerzeugung ist eine starke Leistung erforderlich. Drehmoment. Am meisten passende Option Laut Elektrikern besteht die Aufgabe darin, die optimale Drehzahl über die gesamte Betriebszeit des Generators aufrechtzuerhalten.

Vorteile eines Asynchrongenerators

Synchron- und Asynchrongeneratoren haben unterschiedliche Bauformen. Das Design von Synchronmotoren ist komplexer, die Empfindlichkeit gegenüber Spannungsabfällen ist größer und daher ist die Produktivität geringer als bei Asynchronmotoren. Magnetspulen werden auf dem Rotor eines Synchronmotors angebracht; sie machen es komplizierter Rotordrehung, und der Rotor eines Asynchrongenerators ähnelt einem herkömmlichen Schwungrad.

Effizienzverlust eines Synchrongenerators durch Designmerkmal etwa 11 %, während die asynchrone Variante einen Verlust von bis zu 5 % aufweist. Daher sind asynchrone Geräte sowohl im Alltag als auch in der Industrie stärker gefragt. Der Nachfrageanstieg ist nicht nur auf die hohe Effizienz zurückzuführen, sondern auch auf weitere Vorteile:

• Ein einfaches Gehäusedesign, das vor Feuchtigkeit und Staub schützt und so den Bedarf an täglicher Wartung reduziert.
• Beständigkeit gegen Spannungsspitzen und das Vorhandensein eines Gleichrichters, der als Schutz für angeschlossene Elektrogeräte dient.
• Kann hochempfindliche Geräte wie Schweißgeräte, Computer und Glühlampen mit Strom versorgen.
• Hohe Effizienz und minimaler Energieverbrauch für die Beheizung des Geräts selbst.
• Lange Lebensdauer aufgrund der Zuverlässigkeit der Teile und ihrer Verschleißfestigkeit während des Gebrauchs.

Dank dieser positiven Nuancen kann der Generator 15 Jahre lang verwendet werden und sein Design ermöglicht es Ihnen, einen Asynchrongenerator mit Ihren eigenen Händen herzustellen.

Einachsschlepper für Elektrogenerator

Für Bewohner von Dörfern und Städten außerhalb der Stadt ist der Einsatz eines handgeführten Traktors zum Zusammenbau eines Generators keine Innovation, da das Gerät sehr verbreitet ist und viele mit seiner Hilfe Landarbeiten durchführen, obwohl ein handgeführter Traktor , wie andere Geräte auch, oft vorbehaltlich Ausfällen.

Wenn das Gerät ernsthaft beschädigt ist, kaufen die Besitzer ein neues, aber nicht jeder möchte sich vom alten trennen, sodass aus alten Kopien ein unabhängiger 220-V-Wechselstromgenerator aufgebaut werden kann. Der Motorbetrieb kann sichergestellt werden optimale Leistung Asynchronmotor im Spannungsbereich von 220 bis 380 V. Die Motorleistung muss mindestens 15 kW betragen und die Wellendrehzahl muss zwischen 800 und 1500 U/min liegen. Solche Eigenschaften sind notwendig, um das Stromnetz des Hauses vollständig sicherzustellen. Denn mit einem Motor mit geringer Leistung wird es nicht möglich sein, genügend Energie zu gewinnen, und es ist irrational, einen Generator für mehrere Beleuchtungsgeräte zu schaffen.

Es gibt Handwerker, die mit eigenen Händen einen Windgenerator aus einem Asynchronmotor herstellen, aber in jedem Fall müssen Sie vor der Montage zunächst den Stromverbrauch des Gebäudes berechnen. Immerhin im Kleinen Landhäuser Möglicherweise gibt es einen Fernseher oder eine Bohrmaschine, für die es eine gibt genug Kraft ein aus einer gewöhnlichen Kettensäge umgebauter elektrischer Generator.

Materialvorbereitung und Montage

Der Kauf eines Asynchronmotors birgt das Risiko eines großen finanziellen Verlusts, und die Selbstmontage erfordert möglicherweise nur minimale elektrische Kenntnisse, Teile und Werkzeuge. Wenn Sie sich jedoch dazu entschließen, mit Ihren eigenen Händen einen 220-V-Wechselstromgenerator herzustellen, müssen Sie sich darauf vorbereiten:

1. Für den Normalbetrieb des Generators muss die Rotordrehzahl größer sein als die Motordrehzahl. Dazu müssen Sie den Motor vom Stromnetz trennen und die Rotordrehzahl berechnen; dazu können Sie einen Drehzahlmesser verwenden.
2. Berechnen Sie die Betriebsgeschwindigkeit des zukünftigen Generators. Beispiel: Die Motordrehzahl beträgt 1200 U/min und die Betriebsdrehzahl des Generators beträgt 1320 U/min. Dieser Wert kann berechnet werden, indem 10 % des Drehzahlmesserstands zur Motordrehzahl addiert werden;
3. Für den Betrieb eines Asynchronmotors sind Kondensatoren gleicher Kapazität zur Verbindung zwischen den Phasen erforderlich.
4. Die Kapazität des Kondensators sollte nicht zu hoch sein, da sonst eine starke Überhitzung des Generators vorprogrammiert ist.
5. Die Kondensatoren müssen isoliert sein und die berechnete Drehzahl des Generatorrotors liefern.

Ein so einfaches Gerät kann bereits als Stromquelle verwendet werden, aber da das Gerät Hochspannung erzeugt, ist es besser, es mit einem Abwärtstransformator zu verwenden.

Benzineinheit

Um ein Benzingerät zusammenzubauen, ist es unter Berücksichtigung der parallelen Anordnung der Wellen erforderlich, einen handgeführten Traktor und einen Elektromotor auf demselben Rahmen zu installieren. Über zwei Riemenscheiben wird das Drehmoment vom handgeführten Traktor auf den Motor übertragen. Eine Riemenscheibe muss auf der Welle des Benzinaggregats und die zweite auf dem Elektromotor montiert werden. Durch das richtige Verhältnis wird die Riemenscheibengröße bestimmt Geschwindigkeit Motorrotor.

Nachdem Sie alle Teile installiert und den Riemenantrieb angeschlossen haben, können Sie mit dem elektrischen Teil fortfahren:

1. Die Wicklung des Elektromotors muss sternförmig angeschlossen werden.
2. Die an die Phasen angeschlossenen Kondensatoren sollten ein Dreieck bilden.
3. Zwischen den Enden der Wicklung liegt in der Mitte 220 V und zwischen den Wicklungen 380 V.

Die Kapazität der verbauten Kondensatoren wird abhängig von der Leistung des Elektromotors gewählt. Das Gerät erzeugt Strom und muss daher geerdet werden, da das Gerät sonst schnell verschleißen oder einen Stromschlag verursachen kann.

Kann als Gerät mit geringem Stromverbrauch verwendet werden Einphasenmotor B. aus einer Waschmaschine, einer Ablaufpumpe oder Ähnlichem Haushaltsgerät. Er muss wie ein Drehstrommotor parallel zur Wicklung geschaltet werden. Sie können beim Entwurf auch einen Phasenverschiebungskondensator verwenden, die Leistung muss jedoch auf die erforderliche Grenze erhöht werden.

Solche einfachen Geräte mit Einphasenmotor können zur Beleuchtung des Hauses oder zum Anschluss von Elektrogeräten mit geringem Stromverbrauch verwendet werden. In diesem Fall kann eine Änderung des Stromkreises den Anschluss des Geräts an eine Heizung oder einen Elektroofen ermöglichen. Ähnliche Geräte können auf die gleiche Weise aus Neodym oder anderen Permanentmagneten hergestellt werden.

Vorteile eines selbstgemachten Designs

Der wichtigste und wichtigste Vorteil ist die Ersparnis. Die selbstgemachte Version erfordert viel weniger Investitionen als fabrikgefertigte Gegenstücke.

Wenn Sie es selbst richtig zusammenbauen, können elektrische Geräte im Betrieb recht zuverlässig und produktiv sein.

Der einzige Nachteil eines solchen Geräts besteht darin, dass es für einen Anfänger schwierig sein kann, alle Feinheiten der Montage und Herstellung des Geräts zu verstehen. Bei unsachgemäßem Anschluss und Zusammenbau kann es zu irreversiblen Schäden kommen, die Zeit und Geld verschwenden.

Wasser- und Windkraftwerke

Neben Benzingeräten gibt es noch andere Ausführungen. Der Antrieb der Elektromotorwelle kann über eine Windmühle oder einen Wasserstrom erfolgen. Die Konstruktionen sind nicht die einfachsten, aber dank ihnen kann auf den Einsatz von Benzin oder Diesel verzichtet werden.

Sie können ein Gerät wie einen Hydrogenerator selbst zusammenbauen. Wenn in der Nähe des Hauses ein Fluss fließt, kann Wasser als Kraft zum Drehen der Welle genutzt werden. Dabei wird ein hydraulisches Rad mit Schaufeln in das Flussbett eingebaut. Dadurch entsteht eine Strömung, die die Turbine und die Welle des Elektromotors dreht. Abhängig von der Anzahl der installierten Turbinen und Rotorblätter erhöhen oder verringern sich der Wasserdurchfluss und die Generatorspannung.

Der Aufbau einer Windkraftanlage ist da etwas komplizierter Windlast ist nicht konstanter Wert. Die Drehzahl des Windrads, die auf die Motorwelle übertragen wird, muss je nach erforderlicher Drehzahl des Elektromotors angepasst werden. Der Regler in diesem Mechanismus ist das Getriebe. Die Komplexität der Konstruktion liegt darin, dass bei stärkerem Wind ein Untersetzungsgetriebe und bei nachlassendem Wind ein Übersetzungsgetriebe erforderlich ist.

Alle asynchronen Geräte, die Strom erzeugen, weisen ein erhöhtes Gefahrenniveau auf und benötigen daher eine Isolierung. Solche Geräte müssen sehr sorgfältig gehandhabt und vor äußeren Witterungseinflüssen geschützt aufbewahrt werden:

• Autonome Geräte sind mit Messsensoren zur Erfassung von Betriebsdaten ausgestattet. Es wird empfohlen, einen Drehzahlmesser und ein Voltmeter zu installieren.
• Einbau eines Schalters oder separater Ein- und Aus-Taster.
• Das Gerät muss geerdet sein.
• Der Wirkungsgrad eines asynchronen Geräts kann um 30–50 % sinken, was bei der Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie ein unvermeidliches Phänomen ist.
• Es ist notwendig, die Installationstemperatur und den Betriebsmodus zu überwachen, da das Gerät im Leerlauf überhitzen kann.

Halten Sie sich an diese einfache Regeln im Betrieb, das Gerät hält lange und verursacht keine Unannehmlichkeiten.

Obwohl das selbstgebaute Gerät einfach zu montieren ist, erfordert es doch einiges an Kraft und Konzentration bei der Arbeit mit dem Aufbau und dem richtigen elektrischen Anschluss. Es empfiehlt sich, ein solches Gerät in zu montieren finanziell in Gegenwart eines funktionierenden unbenutzten Motors. Andernfalls kostet das Hauptelement des Geräts die Hälfte des Preises einer marktüblichen Installation. Es ist besser, einen Wind- oder anderen Generator aus bewährten und funktionsfähigen Teilen zusammenzubauen, um die Lebensdauer des Generators zu erhöhen.