Machen Sie aus einem Dreiphasengenerator einen Einphasengenerator. Windgenerator zum Selbermachen auf einem Asynchronmotor

Machen Sie aus einem Dreiphasengenerator einen Einphasengenerator.  Windgenerator zum Selbermachen auf einem Asynchronmotor
Machen Sie aus einem Dreiphasengenerator einen Einphasengenerator. Windgenerator zum Selbermachen auf einem Asynchronmotor

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 ist mittlerweile sowohl in der Industrie als auch in der Industrie weit verbreitet Landwirtschaft, sowie im Alltag. 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 gewickeltem Rotor. 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 Käfigläufer In den Nuten des bewickelten Rotors wird 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 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 in Drehrichtung dreht Magnetfeld Stator. 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 Am häufigsten werden Drehstrom-Asynchron-Elektromotoren verwendet, die in Form einheitlicher Serien hergestellt 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. Wenn ein vom Netz getrennter Asynchronmotor von einer beliebigen Antriebsmaschine in Rotation versetzt wird, dann nach dem Reversibilitätsprinzip elektrische Maschinen Bei Erreichen der synchronen Drehzahl entsteht unter dem Einfluss des Restmagnetfeldes eine gewisse EMK an den Anschlüssen der Statorwicklung. 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.

Abb. 1 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.

Generatorleistung,

Leerlauf

Kapazität,

Blindleistung,

Kapazität,

Blindleistung,

Kapazität,

Blindleistung,

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 industrielles Netzwerk betrieben werden, erzeugen sie ganze Zeile 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.

Als dreiphasige Kondensatorbank empfiehlt sich der Einsatz sogenannter Blindleistungskompensatoren, die den cos φ in industriellen Beleuchtungsnetzen verbessern sollen. Ihre typische Bezeichnung: KM1-0.22-4.5-3U3 oder KM2-0.22-9-3U3, was für steht auf die folgende Weise. 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).

Im Fall von selbstgemacht Bei Batterien 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.

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 sollte parallel zur Arbeitswicklung geschaltet werden. Sie können einen vorhandenen Phasenschieberkondensator verwenden, indem Sie ihn an die Arbeitswicklung anschließen. 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 von einphasig 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 mit Hilfe eines Generators Geräte mit Strom versorgt werden sollen, die normalerweise an das Wechselstromnetz angeschlossen sind (z. B. Beleuchtung eines Wohngebäudes, elektrische Haushaltsgeräte), muss ein zweiphasiger Schalter vorgesehen werden Dadurch wird dieses Gerät vom Industrienetz getrennt, während der Generator in Betrieb ist. Beide Drähte müssen getrennt werden: „Phase“ und „Null“.

Abschließend noch einige allgemeine Ratschläge.

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

Aus Sicherheitsgründen muss der Stromgenerator mit einer Erdung ausgestattet sein.

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.

Machen Sie mit der Macht nichts falsch elektrischer Strom vom Generator erzeugt. 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.

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

Literatur:

L.G. Bekleidungslehrbuch für Landelektriker. M.: Agropromizdat, 1986.
A.A. Ivanov Handbuch der Elektrotechnik.- K.: Handelshochschule, 1984.
cm001.narod.ru

„Do it yourself“ 2005, Nr. 3, S. 78 – 82

Ein Rentner baut Windmühlen und spart Strom

Rentner aus Die Region Amur hat sich entschiedenallein, um zu kämpfenErhöhung der Zölle fürElektrizität. Danach entstand der Wunsch, das fast Unmögliche zu tunDie nächsten Rechnungen kamen anVersorgungsunternehmen.

Anschließend entwarf der ehemalige Energieingenieur einen eigenen Plan zur Elektrifizierung des gesamten Geländes. Jetzt drehen sich oben die Flügel und unten leuchten die Lichter. UM Wie Der Wind brachte Veränderung

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 %.

Am häufigsten in Industrieanlagen verwendetDreiphasen-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.

Generatorleistung, kVA

Leerlauf

Kapazität, µF

Blindleistung, kvar

Kapazität, µF

Blindleistung, kvar

Kapazität, µF

Blindleistung, kvar

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 über das erforderliche Minimum an Zubehör verfügen: ein Wechselspannungsmessgerät (mit einer Skala von bis zu 500 V), ein Frequenzmessgerät (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 dreht sich der Rotor des nicht erregten Generators für einige Zeit vom mechanischen Motor. Dieses Verfahren verlängert die aktive Lebensdauer der Generatorwicklungen.

Wenn mit Hilfe eines Generators Geräte mit Strom versorgt werden sollen, die normalerweise an das Wechselstromnetz angeschlossen sind (z. B. Beleuchtung eines Wohngebäudes, elektrische Haushaltsgeräte), muss ein zweiphasiger Schalter vorgesehen werden Dadurch wird dieses Gerät vom Industrienetz getrennt, 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 ihre 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.

Wird der Rotor einer Asynchronmaschine, die an ein Netz mit der Spannung U1 angeschlossen ist, mittels einer Antriebsmaschine in Richtung des rotierenden Statorfeldes gedreht, jedoch mit einer Drehzahl n2>

Warum wir einen asynchronen Stromgenerator verwenden

Ein Asynchrongenerator ist eine asynchrone elektrische Maschine (Elektromotor), die im Generatorbetrieb arbeitet. Mit Hilfe eines Antriebsmotors (in unserem Fall eines Turbinenmotors) dreht sich der Rotor eines asynchronen elektrischen Generators in die gleiche Richtung wie das Magnetfeld. In diesem Fall wird der Rotorschlupf negativ, an der Welle der Asynchronmaschine entsteht ein Bremsmoment und der Generator überträgt Energie an das Netz.

Zur Anregung der elektromotorischen Kraft in seinem Ausgangskreis wird die Restmagnetisierung des Rotors genutzt. Hierzu werden Kondensatoren verwendet.

Asynchrongeneratoren sind nicht anfällig für Kurzschlüsse.

Ein Asynchrongenerator ist einfacher aufgebaut als ein Synchrongenerator (z. B. ein Autogenerator): Wenn auf seinem Rotor Induktionsspulen angebracht sind, ähnelt der Rotor eines Asynchrongenerators einem normalen Schwungrad. Ein solcher Generator ist besser vor Schmutz und Feuchtigkeit geschützt, widerstandsfähiger gegen Kurzschlüsse und Überlastungen und die Ausgangsspannung eines asynchronen elektrischen Generators weist einen geringeren Grad an nichtlinearen Verzerrungen auf. Dies ermöglicht den Einsatz von Asynchrongeneratoren nicht nur zur Stromversorgung von Industriegeräten, die für die Form der Eingangsspannung unkritisch sind, sondern auch zum Anschluss elektronischer Geräte.

Der asynchrone Stromgenerator ist die ideale Stromquelle für Geräte mit aktiven (ohmschen) Lasten: Elektroheizungen, Schweißkonverter, Glühlampen, elektronische Geräte, Computer- und Funkgeräte.

Vorteile eines Asynchrongenerators

Zu diesen Vorteilen gehört ein niedriger Clearing-Faktor (Harmonischer Faktor), der das quantitative Vorhandensein höherer Harmonischer in der Ausgangsspannung des Generators charakterisiert. Höhere Harmonische führen zu ungleichmäßiger Rotation und unnötiger Erwärmung von Elektromotoren. Synchrongeneratoren können einen Clearance-Faktor von bis zu 15 % haben, und der Clearing-Faktor eines asynchronen elektrischen Generators überschreitet nicht 2 %. Somit erzeugt ein asynchroner elektrischer Generator fast nur Nutzenergie.

Ein weiterer Vorteil eines asynchronen elektrischen Generators besteht darin, dass er vollständig auf rotierende Wicklungen und empfindliche elektronische Teile verzichtet äußere Einflüsse und sind oft anfällig für Beschädigungen. Daher unterliegt der Asynchrongenerator einem geringen Verschleiß und kann eine sehr lange Lebensdauer haben.

Die Leistung unserer Generatoren beträgt sofort 220/380 V Wechselstrom, die direkt für Haushaltsgeräte (z. B. Heizgeräte), zum Laden von Batterien, zum Anschluss an ein Sägewerk und auch für den Parallelbetrieb mit einem herkömmlichen Netzwerk verwendet werden kann. In diesem Fall zahlen Sie die Differenz zwischen dem, was vom Netz verbraucht wird, und dem, was von der Windkraftanlage erzeugt wird. Weil Da die Spannung direkt an industrielle Parameter angepasst wird, benötigen Sie keine verschiedenen Konverter (Wechselrichter), wenn Sie den Windgenerator direkt an Ihre Last anschließen. Sie können beispielsweise direkt an ein Sägewerk anschließen und bei Wind so arbeiten, als ob Sie einfach an ein 380-V-Netz angeschlossen wären.

Wird der Rotor einer Asynchronmaschine, die an ein Netz mit der Spannung U1 angeschlossen ist, mittels einer Antriebsmaschine in Richtung des rotierenden Statorfeldes gedreht, jedoch mit einer Drehzahl n2>n1, dann ist die Bewegung des Rotors relativ zum Statorfeld ändert sich (im Vergleich zum Motormodus dieser Maschine), da der Rotor das Statorfeld überholt.

In diesem Fall wird der Schlupf negativ und die Richtung der EMK. E1 wird in der Statorwicklung induziert und daher ändert sich die Richtung des Stroms I1 in die entgegengesetzte Richtung. Infolgedessen ändert auch das elektromagnetische Drehmoment am Rotor seine Richtung und geht vom Drehen (im Motormodus) in ein Gegendrehmoment (im Verhältnis zum Drehmoment der Antriebsmaschine) über. Unter diesen Bedingungen wechselt die Asynchronmaschine vom Motor- in den Generatorbetrieb und wandelt die mechanische Energie des Primärmotors in elektrische Energie um. Im Generatorbetrieb einer Asynchronmaschine kann der Schlupf im Bereich schwanken

in diesem Fall die EMK-Frequenz des Asynchrongenerators bleibt unverändert, da sie durch die Drehzahl des Statorfeldes bestimmt wird, d.h. bleibt gleich der Frequenz des Stroms im Netz, mit dem der Asynchrongenerator eingeschaltet wird.

Aufgrund der Tatsache, dass im Generatormodus einer Asynchronmaschine die Bedingungen für die Erzeugung eines rotierenden Statorfelds die gleichen sind wie im Motormodus (in beiden Modi ist die Statorwicklung mit der Spannung U1 an das Netzwerk angeschlossen) und Magnetisierungsstrom verbraucht I0 aus dem Netz, die asynchrone Maschine im Generatorbetrieb hat besondere Eigenschaften: Sie verbraucht Blindenergie aus dem Netz, die zur Erzeugung eines rotierenden Statorfeldes notwendig ist, liefert aber Wirkenergie an das Netz, die aus der Umwandlung der mechanischen Energie der entsteht Antriebskraft.

Im Gegensatz zu Synchrongeneratoren besteht bei Asynchrongeneratoren nicht die Gefahr, dass der Gleichlauf verloren geht. Allerdings sind Asynchrongeneratoren nicht weit verbreitet, was auf eine Reihe ihrer Nachteile gegenüber Synchrongeneratoren zurückzuführen ist.

Ein Asynchrongenerator kann auch autark betrieben werden, d. h. ohne in das allgemeine Netzwerk eingebunden zu sein. Um jedoch die zur Magnetisierung des Generators erforderliche Blindleistung zu erhalten, wird eine Reihe von Kondensatoren verwendet, die parallel zur Last an den Generatorklemmen angeschlossen sind.

Eine unabdingbare Voraussetzung für einen solchen Betrieb von Asynchrongeneratoren ist das Vorhandensein einer Restmagnetisierung des Rotorstahls, die für den Selbsterregungsprozess des Generators notwendig ist. Kleine EMK Eost, der in der Statorwicklung induziert wird, erzeugt einen kleinen Blindstrom im Kondensatorkreis und damit in der Statorwicklung, der den Restfluss Fost erhöht. Anschließend entwickelt sich der Prozess der Selbsterregung, wie bei einem Gleichstromgenerator mit Parallelerregung. Durch Ändern der Kapazität der Kondensatoren können Sie die Größe des Magnetisierungsstroms und damit die Größe der Spannung der Generatoren ändern. Aufgrund der übermäßigen Sperrigkeit und hohen Kosten von Kondensatorbänken haben sich selbsterregte Asynchrongeneratoren nicht weit verbreitet. Asynchrongeneratoren werden nur in Hilfskraftwerken geringer Leistung eingesetzt, beispielsweise in Windkraftanlagen.

DIY-Generator

In meinem Kraftwerk ist die Stromquelle ein Asynchrongenerator, der von einem luftgekühlten Zweizylinder-Benzinmotor UD-25 (8 PS, 3000 U/min) angetrieben wird. Als Asynchrongenerator können Sie ohne Modifikationen einen herkömmlichen Asynchron-Elektromotor mit einer Drehzahl von 750-1500 U/min und einer Leistung von bis zu 15 kW verwenden.

Die Drehzahl eines Asynchrongenerators im Normalbetrieb sollte den Nenndrehzahlwert (Synchrondrehzahl) des verwendeten Elektromotors um 10 % überschreiten. Sie können dies wie folgt tun. Der Elektromotor wird eingeschaltet und die Leerlaufdrehzahl wird mit einem Drehzahlmesser gemessen. Der Riemenantrieb vom Motor zum Generator ist so ausgelegt, dass er eine leicht erhöhte Drehzahl des Generators ermöglicht. Beispielsweise erzeugt ein Elektromotor mit einer Nenndrehzahl von 900 U/min im Leerlauf 1230 U/min. In diesem Fall ist der Riementrieb darauf ausgelegt, eine Generatordrehzahl von 1353 U/min sicherzustellen.

Die Wicklungen des Asynchrongenerators in meiner Anlage sind in einem Stern geschaltet und erzeugen eine dreiphasige Spannung von 380 V. Um die Nennspannung des Asynchrongenerators aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, die Kapazität der Kondensatoren zwischen den einzelnen Phasen richtig zu wählen ( alle drei Kapazitäten sind gleich). Um den benötigten Container auszuwählen, habe ich die folgende Tabelle verwendet. Bevor Sie sich die nötigen Kenntnisse im Betrieb aneignen, können Sie die Erwärmung des Generators durch Berührung prüfen, um eine Überhitzung zu vermeiden. Eine Erwärmung zeigt an, dass zu viel Kapazität angeschlossen ist.

Geeignet sind Kondensatoren vom Typ KBG-MN oder andere mit einer Betriebsspannung von mindestens 400 V. Beim Abschalten des Generators verbleibt eine elektrische Ladung auf den Kondensatoren, daher müssen Vorsichtsmaßnahmen gegen Stromschläge getroffen werden. Kondensatoren sollten sicher eingeschlossen sein.

Beim Arbeiten mit handgeführten Elektrowerkzeugen bei 220 V verwende ich einen Abwärtstransformator TSZI von 380 V auf 220 V. Beim Anschluss an ein Kraftwerk Dreiphasenmotor Es kann vorkommen, dass der Generator den Start beim ersten Mal nicht „meistert“. Dann sollten Sie den Motor mehrmals kurzzeitig starten, bis er an Fahrt gewinnt, oder ihn manuell durchdrehen.

Stationäre Asynchrongeneratoren dieser Art, die zur elektrischen Beheizung eines Wohngebäudes eingesetzt werden, können von einem Windmotor oder einer Turbine angetrieben werden, die an einem kleinen Fluss oder Bach installiert ist, sofern sich in der Nähe des Hauses ein solcher befindet. In Tschuwaschien produzierte das Werk Energozapchast einst einen Generator (Mikrowasserkraftwerk) mit einer Leistung von 1,5 kW auf Basis eines asynchronen Elektromotors. V. P. Beltyukov aus Nolinsk baute eine Windkraftanlage und verwendete auch einen Asynchronmotor als Generator. Ein solcher Generator kann mit einem handgeführten Traktor, einem Minitraktor, einem Motorroller, einem Automotor usw. angetrieben werden.

Ich habe mein Kraftwerk auf einem kleinen, leichten Einachsanhänger – einem Rahmen – montiert. Für Arbeiten außerhalb des Bauernhofs lade ich die notwendigen Elektrowerkzeuge ins Auto und befestige meine Installation daran. Ich mähe Heu mit einem Sichelmäher, pflüge das Land mit einem Elektrotraktor, egge, pflanze und erklimme den Hügel. Für solche Arbeiten trage ich komplett mit der Station eine Rolle mit einem vieradrigen KRPT-Kabel bei. Beim Aufwickeln des Kabels ist eines zu beachten. Wenn Sie es wie gewohnt aufwickeln, entsteht ein Magnet, der zusätzliche Verluste verursacht. Um dies zu vermeiden, muss das Kabel in der Mitte gefaltet und ausgehend von der Biegung auf eine Spule gewickelt werden.

Im Spätherbst müssen wir aus Totholz Brennholz für den Winter vorbereiten. Auch hier verwende ich Elektrowerkzeuge. An Sommerhütte Zur Materialbearbeitung für Tischlerarbeiten verwende ich eine Kreissäge und einen Hobel.

Als Ergebnis eines Langzeittests des Betriebs unseres Segelwindgenerators mit einem herkömmlichen Induktionsmotor-Erregerkreis (IM), der auf der Verwendung eines Magnetstarters als Schalter basiert, wurden eine Reihe von Mängeln aufgedeckt, die dazu führten Schaffung des Schaltschrankes. Das ist zu einem universellen Gerät geworden, mit dem sich jeder Asynchronmotor in einen Generator verwandeln lässt! Jetzt müssen nur noch die Kabel vom IM des Motors an unser Steuergerät angeschlossen werden und schon ist der Generator fertig.

So verwandeln Sie einen Induktionsmotor in einen Generator – Haus ohne Fundament


So verwandeln Sie einen Asynchronmotor in einen Generator – Ein Haus ohne Fundament Warum wir einen Asynchrongenerator verwenden Ein Asynchrongenerator arbeitet im Generatormodus

Für den Bau eines privaten Wohngebäudes oder Ferienhauses Heimwerker Möglicherweise benötigen Sie eine autonome Stromquelle, die Sie in einem Geschäft kaufen oder aus verfügbaren Teilen selbst zusammenbauen können.

Ein selbstgebauter Generator kann mit der Energie von Benzin, Gas oder Diesel betrieben werden. Dazu muss es über eine stoßdämpfende Kupplung mit dem Motor verbunden werden, die eine gleichmäßige Drehung des Rotors gewährleistet.

Wenn die Einheimischen es zulassen natürliche Bedingungen Wenn beispielsweise häufig Wind herrscht oder sich in der Nähe eine Quelle fließenden Wassers befindet, können Sie eine Wind- oder Wasserturbine bauen und diese zur Stromerzeugung an einen asynchronen Drehstrommotor anschließen.

Dank eines solchen Geräts können Sie ständig arbeiten alternative Quelle Elektrizität. Dadurch wird der Energieverbrauch aus öffentlichen Netzen reduziert und Sie können bei der Bezahlung sparen.

In einigen Fällen ist es zulässig, eine einphasige Spannung zum Drehen eines Elektromotors und zum Übertragen des Drehmoments an einen selbstgebauten Generator zu verwenden, um ein eigenes dreiphasiges symmetrisches Netzwerk zu erstellen.

So wählen Sie einen Asynchronmotor für einen Generator basierend auf Design und Eigenschaften aus

Technologische Merkmale

Die Basis eines selbstgebauten Generators ist ein asynchroner Drehstrom-Elektromotor mit:

Statorgerät

Die Magnetkerne von Stator und Rotor bestehen aus isolierten Elektroblechplatten, in die Nuten zur Aufnahme der Wicklungsdrähte eingearbeitet sind.

Drei separate Statorwicklungen können werkseitig nach folgendem Schema angeschlossen werden:

Ihre Klemmen sind im Klemmenkasten angeschlossen und durch Brücken verbunden. Hier wird auch das Stromkabel verlegt.

In einigen Fällen können Drähte und Kabel auf andere Weise verbunden werden.

An jede Phase des Asynchronmotors werden symmetrische Spannungen angelegt, die im Winkel um ein Drittel des Kreises verschoben sind. Sie erzeugen Ströme in den Wicklungen.

Es ist praktisch, diese Größen in Vektorform auszudrücken.

Konstruktionsmerkmale des Rotors

Motoren mit gewickeltem Rotor

Sie sind mit einer Wicklung ausgestattet, die einer Statorwicklung ähnelt, und die jeweiligen Leitungen sind mit Schleifringen verbunden, die über Druckbürsten den elektrischen Kontakt mit dem Start- und Einstellkreis herstellen.

Dieses Design ist ziemlich schwierig herzustellen und teuer. Es erfordert eine regelmäßige Überwachung des Betriebs und eine qualifizierte Wartung. Aus diesen Gründen macht es keinen Sinn, es in dieser Ausführung für einen selbstgebauten Generator zu verwenden.

Wenn es jedoch einen ähnlichen Motor gibt und es keine andere Verwendung dafür gibt, können die Leitungen jeder Wicklung (die Enden, die mit den Ringen verbunden sind) untereinander kurzgeschlossen werden. Auf diese Weise wird aus dem bewickelten Rotor ein kurzgeschlossener. Es kann nach jedem der unten beschriebenen Schemata angeschlossen werden.

Käfigläufermotoren

In die Rillen des Rotormagnetkreises wird Aluminium gegossen. Die Wicklung besteht aus einem rotierenden Käfigläufer (für den sie einen solchen zusätzlichen Namen erhielt) mit an den Enden kurzgeschlossenen Überbrückungsringen.

Dies ist die einfachste Motorschaltung, die keine beweglichen Kontakte hat. Dadurch arbeitet es lange Zeit ohne den Eingriff von Elektrikern und zeichnet sich durch eine erhöhte Zuverlässigkeit aus. Es wird empfohlen, damit einen selbstgebauten Generator zu erstellen.

Markierungen am Motorgehäuse

Damit ein selbstgebauter Generator zuverlässig funktioniert, müssen Sie Folgendes beachten:

  • IP-Klasse, die die Schutzqualität des Gehäuses vor Umwelteinflüssen charakterisiert;
  • Energieverbrauch;
  • Geschwindigkeit;
  • Wicklungsanschlussdiagramm;
  • zulässige Lastströme;
  • Effizienz und Kosinus φ.

Der Wicklungsanschlussplan, insbesondere bei alten, in Betrieb befindlichen Motoren, sollte aufgerufen und elektrotechnisch überprüft werden. Diese Technologie wird im Artikel zum Anschluss eines Drehstrommotors an ein Einphasennetz ausführlich beschrieben.

Das Funktionsprinzip eines Asynchronmotors als Generator

Seine Umsetzung basiert auf der Methode der Reversibilität einer elektrischen Maschine. Wenn der von der Netzspannung getrennte Motor beginnt, den Rotor zwangsweise mit der Auslegungsgeschwindigkeit zu drehen, wird aufgrund der vorhandenen Restmagnetfeldenergie eine EMK in der Statorwicklung induziert.

Es bleibt nur noch, eine Kondensatorbank entsprechender Leistung an die Wicklungen anzuschließen und durch sie fließt ein kapazitiver Leitstrom, der magnetisierenden Charakter hat.

Damit die Selbsterregung des Generators erfolgt und sich an den Wicklungen ein symmetrisches System dreiphasiger Spannungen bildet, muss die Kapazität der Kondensatoren größer als ein bestimmter kritischer Wert gewählt werden. Neben dem Wert wird die Ausgangsleistung natürlich auch durch die Konstruktion des Motors beeinflusst.

Für die normale Erzeugung von Drehstromenergie mit einer Frequenz von 50 Hz ist es notwendig, eine Rotordrehzahl aufrechtzuerhalten, die um den Schlupfwert S über der asynchronen Komponente liegt und im Bereich S=2÷10 % liegt. Es muss auf dem synchronen Frequenzniveau gehalten werden.

Eine Abweichung einer Sinuskurve vom Standardfrequenzwert wirkt sich negativ auf den Betrieb von Geräten mit aus Elektromotoren: Sägen, Hobel, verschiedene Maschinen und Transformatoren. Auf ohmsche Lasten mit Heizelementen und Glühlampen hat dies praktisch keinen Einfluss.

Elektrische Anschlusspläne

In der Praxis kommen alle gängigen Methoden zum Anschluss der Statorwicklungen eines Asynchronmotors zum Einsatz. Indem sie eine davon auswählen, erschaffen sie etwas verschiedene Bedingungen für den Gerätebetrieb und erzeugen Spannung bestimmter Werte.

Sternschaltungen

Beliebte Möglichkeit zum Anschluss von Kondensatoren

Der Anschlussplan für einen Asynchronmotor mit Sternwicklungen für den Betrieb als Drehstromgenerator hat eine einheitliche Form.

Schema eines Asynchrongenerators mit an zwei Wicklungen angeschlossenen Kondensatoren

Diese Option ist sehr beliebt. Es ermöglicht die Versorgung von drei Verbrauchergruppen über zwei Wicklungen:

Arbeits- und Anlaufkondensator werden über separate Schalter an den Stromkreis angeschlossen.

Basierend auf derselben Schaltung können Sie einen selbstgebauten Generator erstellen, indem Sie Kondensatoren an eine Wicklung eines Asynchronmotors anschließen.

Dreiecksdiagramm

Bei sternförmiger Anordnung der Statorwicklungen erzeugt der Generator eine dreiphasige Spannung von 380 Volt. Wenn Sie sie in ein Dreieck umwandeln, dann - 220.

Die drei in den Bildern oben gezeigten Schemata sind grundlegend, aber nicht die einzigen. Darauf aufbauend können weitere Verbindungsmethoden erstellt werden.

So berechnen Sie die Generatoreigenschaften basierend auf der Motorleistung und der Kondensatorkapazität

Zum Gestalten normale Bedingungen Beim Betrieb einer elektrischen Maschine ist es erforderlich, dass ihre Nennspannung und Leistung im Generator- und Elektromotormodus gleich sind.

Zu diesem Zweck wird die Kapazität der Kondensatoren unter Berücksichtigung der Blindleistung Q ausgewählt, die sie bei verschiedenen Lasten erzeugen. Sein Wert wird durch den Ausdruck berechnet:

Mit dieser Formel können Sie bei Kenntnis der Motorleistung zur Sicherstellung der Volllast die Kapazität der Kondensatorbank berechnen:

Allerdings sollte die Betriebsart des Generators berücksichtigt werden. Im Leerlauf belasten die Kondensatoren die Wicklungen unnötig und erhitzen sie. Dies führt zu großen Energieverlusten und einer Überhitzung der Struktur.

Um dieses Phänomen zu beseitigen, werden Kondensatoren in Stufen geschaltet, wobei ihre Anzahl von der angelegten Last abhängt. Um die Auswahl von Kondensatoren zum Starten eines Asynchronmotors im Generatorbetrieb zu vereinfachen, wurde eine spezielle Tabelle erstellt.

Starterkondensatoren der Serie K78-17 und ähnliche mit einer Betriebsspannung von 400 Volt oder mehr eignen sich gut für den Einsatz als Teil einer kapazitiven Batterie. Es ist durchaus akzeptabel, sie durch Gegenstücke aus Metall und Papier mit den entsprechenden Nennwerten zu ersetzen. Sie müssen parallel zusammengebaut werden.

Es lohnt sich nicht, Modelle von Elektrolytkondensatoren für den Betrieb in den Stromkreisen eines selbstgebauten Asynchrongenerators zu verwenden. Sie sind für Gleichstromkreise ausgelegt und fallen beim Durchlaufen einer Sinuskurve mit Richtungsänderung schnell aus.

Für solche Zwecke gibt es ein spezielles Anschlussschema, bei dem jede Halbwelle über Dioden auf eine eigene Baugruppe geleitet wird. Aber es ist ziemlich kompliziert.

Design

Das autonome Gerät des Kraftwerks muss die Anforderungen vollständig erfüllen sichere Operation Betriebsausrüstung und wird als einzelnes Modul ausgeführt, einschließlich einer montierten Schalttafel mit Geräten:

  • Messungen - mit einem Voltmeter bis 500 Volt und einem Frequenzmesser;
  • Lastschaltung – drei Schalter (einer gemeinsamer Schalter liefert Spannung vom Generator an den Verbraucherkreis und die anderen beiden verbinden Kondensatoren);
  • Schutz – ein automatischer Leistungsschalter, der die Folgen von Kurzschlüssen oder Überlastungen beseitigt, und ein RCD (Gerät). Schutzabschaltung), wodurch Arbeiter vor Isolationsschäden und dem Eindringen von Phasenpotential in das Gehäuse geschützt werden.

Redundanz der Hauptstromversorgung

Bei der Erstellung eines selbstgebauten Generators muss dessen Kompatibilität mit dem Erdungskreis der Arbeitsausrüstung sichergestellt werden, und beim autonomen Betrieb muss er zuverlässig an den Erdungskreis angeschlossen werden.

Wenn ein Kraftwerk dafür geschaffen wird Notstromversorgung Geräte, die über das staatliche Netzwerk betrieben werden, sollten verwendet werden, wenn die Spannung von der Leitung getrennt wird, und wenn sie wiederhergestellt sind, sollten sie gestoppt werden. Zu diesem Zweck reicht es aus, einen Schalter zu installieren, der alle Phasen gleichzeitig steuert, oder ein komplexes automatisches System zum Einschalten der Notstromversorgung anzuschließen.

Spannungsauswahl

Der 380-Volt-Stromkreis birgt ein erhöhtes Verletzungsrisiko für Menschen. Es wird verwendet in Extremfälle, wenn es nicht möglich ist, mit einem Phasenwert von 220 auszukommen.

Generatorüberlastung

Solche Modi führen zu einer übermäßigen Erwärmung der Wicklungen mit anschließender Zerstörung der Isolierung. Sie treten auf, wenn die durch die Wicklungen fließenden Ströme aufgrund von Folgendem überschritten werden:

  1. falsche Auswahl der Kondensatorkapazität;
  2. Anschluss von Hochleistungsverbrauchern.

Im ersten Fall ist es notwendig, die thermischen Bedingungen im Leerlauf sorgfältig zu überwachen. Tritt eine übermäßige Erwärmung auf, muss die Kapazität der Kondensatoren angepasst werden.

Merkmale der Verbindung von Verbrauchern

Die Gesamtleistung eines Drehstromgenerators besteht aus drei Teilen, die in jeder Phase erzeugt werden, was 1/3 der Gesamtleistung entspricht. Der durch eine Wicklung fließende Strom sollte den Nennwert nicht überschreiten. Dies muss beim Anschluss der Verbraucher berücksichtigt und gleichmäßig auf die Phasen verteilt werden.

Wenn ein selbstgebauter Generator für den Betrieb mit zwei Phasen ausgelegt ist, kann er nicht mehr als 2/3 des Gesamtwerts sicher Strom erzeugen, und wenn nur eine Phase beteiligt ist, dann nur 1/3.

Frequenzsteuerung

Mit einem Frequenzmesser können Sie diesen Indikator überwachen. Wenn es nicht in die Konstruktion eines selbstgebauten Generators eingebaut ist, können Sie die indirekte Methode verwenden: Im Leerlauf übersteigt die Ausgangsspannung den Nennwert von 380/220 bei einer Frequenz von 50 Hz um 4–6 %.

Wie man aus einem Asynchronmotor einen selbstgebauten Generator herstellt, eine Wohnung selbst gestalten und renovieren


Tipps für den Heimwerker zum Bau eines selbstgebauten Generators aus einem asynchronen Drehstrom-Elektromotor mit Schaltplänen. Bilder und Videos

Wie man aus einem Asynchronmotor einen selbstgebauten Generator herstellt

Hallo zusammen! Heute schauen wir uns an, wie man mit eigenen Händen einen selbstgebauten Generator aus einem Asynchronmotor herstellt. Ich interessiere mich schon seit langem für diese Frage, aber irgendwie hatte ich keine Zeit, mich mit der Umsetzung zu befassen. Lassen Sie uns nun ein wenig Theorie betreiben.

Wenn man einen asynchronen Elektromotor von einer Antriebsmaschine nimmt und antreibt, dann kann man ihn, dem Prinzip der Reversibilität elektrischer Maschinen folgend, dazu bringen, elektrischen Strom zu erzeugen. Dazu müssen Sie die Welle eines Asynchronmotors mit einer Frequenz drehen, die gleich oder geringfügig höher als die Asynchronrotationsfrequenz ist. Aufgrund des Restmagnetismus im Magnetkreis des Elektromotors wird an den Anschlüssen der Statorwicklung etwas EMF induziert.

Nehmen wir nun die unpolaren Kondensatoren C und schließen sie an die Anschlüsse der Statorwicklung an, wie in der Abbildung unten gezeigt.

In diesem Fall beginnt ein kapazitiver Spitzenstrom durch die Statorwicklung zu fließen. Man nennt es Magnetisierung. Diese. Der Asynchrongenerator erregt sich selbst und die EMF nimmt zu. Der Wert der EMF hängt von den Eigenschaften sowohl der elektrischen Maschine selbst als auch von der Kapazität der Kondensatoren ab. So haben wir einen gewöhnlichen asynchronen Elektromotor in einen Generator verwandelt.

Lassen Sie uns nun darüber sprechen, wie Sie die richtigen Kondensatoren für einen selbstgebauten Generator aus einem Asynchronmotor auswählen. Die Kapazität muss so gewählt werden, dass die erzeugte Spannung und Ausgangsleistung des Asynchrongenerators der Leistung und Spannung beim Betrieb als Elektromotor entspricht. Die Daten finden Sie in der Tabelle unten. Sie sind für die Erregung von Asynchrongeneratoren mit einer Spannung von 380 Volt und einer Drehzahl von 750 bis 1500 U/min relevant.

Wenn die Belastung des Asynchrongenerators zunimmt, sinkt tendenziell die Spannung an seinen Klemmen (die induktive Belastung des Generators nimmt zu). Um die Spannung auf einem bestimmten Niveau zu halten, ist der Anschluss zusätzlicher Kondensatoren erforderlich. Dazu können Sie einen speziellen Spannungsregler verwenden, der bei sinkender Spannung an den Statorklemmen des Generators zusätzliche Kondensatorbänke über Kontakte zuschaltet.

Die Generatordrehzahl sollte im Normalmodus die Synchrondrehzahl um 5-10 Prozent überschreiten. Das heißt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit 1000 U/min beträgt, müssen Sie sie mit einer Frequenz von 1050-1100 U/min drehen.

Ein großer Vorteil eines Asynchrongenerators besteht darin, dass er ohne Modifikationen wie ein gewöhnlicher Asynchron-Elektromotor verwendet werden kann. Es wird jedoch nicht empfohlen, sich zu sehr darauf einzulassen und Generatoren aus Elektromotoren mit einer Leistung von mehr als 15-20 kV*A herzustellen. Ein selbstgebauter Generator aus einem Asynchronmotor ist eine hervorragende Lösung für diejenigen, die nicht die Möglichkeit haben, einen klassischen Kronotex-Laminatgenerator zu verwenden. Viel Glück bei allem und tschüss!

Wie man aus einem Asynchronmotor einen selbstgebauten Generator herstellt, DIY-Reparaturen


Wie man aus einem Asynchronmotor einen selbstgebauten Generator herstellt Hallo zusammen! Heute schauen wir uns an, wie man mit eigenen Händen einen selbstgebauten Generator aus einem Asynchronmotor herstellt. Diese Frage beschäftigt mich schon seit längerem

Alle Haushaltsgeräte, die heute im Haushalt genutzt werden, werden mit Strom betrieben. Das heißt, es stellt sich heraus, dass der elektrische Strom zum Hauptstrom wird mechanische Arbeit Geräte. Aber diese Sucht hat Rückseite– Es ist möglich, aus mechanischer Energie elektrische Energie zu gewinnen. Und viele Handwerker machen sich dies zunutze, indem sie mit eigenen Händen einen Generator aus einem Asynchronmotor bauen.

Jeder, der ein Haus außerhalb der Stadt hat, steht vor dem Problem der inkonsistenten Stromversorgung. Seien wir ehrlich, das ist das größte Problem von Feriendörfern. Aus dieser Situation heraus helfen Generatoren, die mit Benzin oder Diesel betrieben werden. Zwar sind solche Energiegeräte kein billiges Vergnügen, daher bauen viele Sommerbewohner mithilfe eines Asynchronmotors Generatoren mit eigenen Händen zusammen.

Wie funktioniert ein Asynchrongenerator?

Wie oben erwähnt, kann ein Asynchronmotor nur dann im Generatorbetrieb betrieben werden, wenn ihm ein Rotordrehmoment zur Verfügung steht und die Kondensatorgruppe richtig ausgewählt und angeschlossen ist.

Was das Drehmoment betrifft, gibt es eine Vielzahl von Konstruktionen und Geräten, die dieses Drehmoment erzeugen können. Hier nur einige Beispiele.

  • Es kann sich um einen beliebigen Benzin- oder Dieselmotor mit geringer Leistung handeln. Viele Handwerker nutzen hierfür Kettensägen oder handgeführte Traktoren. Um die Drehzahl des Rotors des Elektromotors zu erhöhen, muss das Verhältnis des Durchmessers der am Rotor installierten Riemenscheiben und der Welle des Gasmotors berechnet werden. Die Übertragung der Rotation erfolgt über einen Riemen, auf den Einsatz einer Kette wird aufgrund der hohen Rotationsgeschwindigkeit in diesem Fall verzichtet.
  • Sie können mit Wasser mechanische Energie erzeugen, indem Sie unter der Wasserströmung eine Flügelstruktur installieren, ähnlich dem Propeller eines Schiffes oder Bootes.
  • Es besteht die Möglichkeit, eine Windmühle zu verwenden. Typischerweise werden solche Geräte in Steppengebieten installiert, in denen immer Wind herrscht.

Dies sind die drei Hauptmethoden zur Erzeugung von elektrischem Strom durch einen Induktionsmotor.

Aufmerksamkeit! Das versichern alle Experten perfekte Option Die Nutzung eines Motors zur mechanischen Energiegewinnung ist mit einem sogenannten ewigen Leerlauf verbunden. Das heißt, die Drehzahl ändert sich nicht und ist ein konstanter Wert. Darüber hinaus müssen Sie die Drehzahl der Welle des Elektromotors erhöhen, die um 10 % vom Nennwert abweicht.

Die Nenndrehzahl können Sie dem Typenschild oder dem Gerätepass entnehmen. Seine Maßeinheit ist U/min. Wenn Sie diesen Indikator nicht gefunden haben, können Sie ihn ermitteln, indem Sie den Motor an das Stromnetz anschließen und zuvor einen Drehzahlmesser auf der Welle installieren.

Nun zu den Kondensatoren und dem Anschlussplan des Elektromotors. Erstens besteht eine gewisse Abhängigkeit der Kondensatorkapazität von der Generatorleistung. Hier ist es in der Tabelle unten.


Zweitens ist die Kapazität der Kondensatoren an jeder Motorverkleidung gleich. Drittens ist zu bedenken, dass eine hohe Leistung zu einer Überhitzung des Elektromotors führen kann. Halten Sie sich daher unbedingt an das Verhältnis gemäß Tabelle. Viertens ist die Installation und Montage der Kondensatorgruppe eine verantwortungsvolle Angelegenheit, also seien Sie vorsichtig. Isolation ist in diesem Fall sehr wichtig.

Beratung! Die Kondensatoren müssen nach einem Dreiecksdiagramm miteinander verbunden werden. Und die Wicklungen sind Sternschaltung.

Nachfolgend finden Sie übrigens ein Diagramm zum Einschalten eines Elektromotors als Generator.

Und einen Moment. Der Generator aus einem Käfigläufer-Asynchronmotor erzeugt sehr viel Hochspannung. Wenn Sie daher eine Spannung von 220 V benötigen, empfiehlt es sich, dahinter einen Abwärtstransformator zu installieren. Es ist auch möglich, einphasige Elektromotoren geringer Leistung umzurüsten, die in verwendet werden Haushaltsgeräte. Natürlich sind sie auch stromsparend, aber es ist kein Problem, sie zum Einschalten einer Glühbirne oder zum Anschließen eines Modems zu verwenden. Mit solch kleinen Geräten beginnen übrigens auch unerfahrene Heimwerker ihre Tätigkeit als Elektriker. Ihre Schaltung ist einfach, die Teile sind zugänglich und das zusammengebaute Gerät selbst ist praktisch sicher.

  1. Ein Generator aus einem Asynchronmotor ist ein Hochrisikogerät. Dabei spielt es keine Rolle, um welche Art von Motor es sich handelt, der mechanische Energie überträgt. In jedem Fall ist auf einen sicheren Betrieb zu achten. Am einfachsten ist es, das Gerät richtig zu isolieren.
  2. Wenn ein Asynchrongenerator regelmäßig als Stromquelle verwendet wird, muss er damit ausgestattet sein Messgeräte. Typischerweise werden hierfür ein Drehzahlmesser und ein Voltmeter verwendet.
  3. Natürlich sollte es im Schaltkreis des Geräts zwei Tasten geben: „EIN“ und „AUS“.
  4. Voraussetzung ist eine Erdung.
  5. Bitte berücksichtigen Sie auch, dass die Leistung eines Asynchrongenerators in der Regel um 30-50 % von der Leistung des Elektromotors selbst abweicht. Dies ist auf Verluste bei der Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie zurückzuführen.
  6. Achten Sie auch darauf Temperaturregime Betrieb. Wie der Motor Verbrennungs, der Generator erwärmt sich.

Fazit zum Thema

Es ist kein Problem, mit eigenen Händen einen Generator aus einem normalen Asynchronmotor herzustellen. Hier ist es wichtig, alle oben beschriebenen Anforderungen einzuhalten. Eine kleine Ungenauigkeit und alles kann schief gehen. In jedem Fall wird es nicht mehr möglich sein, einen Strom von 220 Volt zu erhalten, und selbst wenn dies der Fall ist, wird das Gerät selbst nicht mehr lange funktionieren.

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 Phase Rotor. 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 %.

Am häufigsten in Industrieanlagen verwendet Dreiphasen-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.

Betrieb eines Asynchron-Elektromotors im Generatorbetrieb

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 U 2 C 10 -6 ,

Dabei ist C die Kapazität der Kondensatoren, μF.

Generatorleistung, kVA Leerlauf
Kapazität, µF Blindleistung, kvar cos = 1 cos = 0,8
Kapazität, µF Blindleistung, kvar Kapazität, µF Blindleistung, kvar
2,0
3,5
5,0
7,0
10,0
15,0
28
45
60
74
92
120
1,27
2,04
2,72
3,36
4,18
5,44
36
56
75
98
130
172
1,63
2,54
3,40
4,44
5,90
7,80
60
100
138
182
245
342
2,72
4,53
6,25
8,25
11,1
15,5

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.

Als dreiphasige Kondensatorbank empfiehlt sich der Einsatz sogenannter Blindleistungskompensatoren, die den Cosφ in industriellen Beleuchtungsnetzen verbessern sollen. 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 über das erforderliche Minimum an Zubehör verfügen: ein Wechselspannungsmessgerät (mit einer Skala von bis zu 500 V), ein Frequenzmessgerät (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 mit Hilfe eines Generators Geräte mit Strom versorgt werden sollen, die normalerweise an das Wechselstromnetz angeschlossen sind (z. B. Beleuchtung eines Wohngebäudes, elektrische Haushaltsgeräte), muss ein zweiphasiger Schalter vorgesehen werden Dadurch wird dieses Gerät vom Industrienetz getrennt, während der Generator in Betrieb ist. Beide Drähte müssen getrennt werden: „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 ihre 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.