D'un générateur triphasé pour en faire un monophasé. Éolienne à faire soi-même sur un moteur asynchrone

L'article décrit comment construire un générateur triphasé (monophasé) 220/380 V basé sur un moteur à courant alternatif asynchrone.

Un moteur électrique asynchrone triphasé, inventé à la fin du XIXe siècle par l'ingénieur électricien russe M.O. Dolivo-Dobrovolsky, bénéficie aujourd'hui d'une distribution prédominante tant dans l'industrie que dans agriculture ainsi qu'à la maison. Les moteurs électriques asynchrones sont les plus simples et les plus fiables en fonctionnement. Par conséquent, dans tous les cas où cela est autorisé dans les conditions de l'entraînement électrique et où une compensation de puissance réactive n'est pas nécessaire, des moteurs à courant alternatif asynchrones doivent être utilisés.

Il existe deux principaux types de moteurs asynchrones : à rotor à cage d'écureuil et à rotor à phase. Un moteur électrique asynchrone à cage d'écureuil est constitué d'une partie fixe - le stator et d'une partie mobile - le rotor, tournant dans des paliers montés dans deux flasques moteur. Les noyaux du stator et du rotor sont constitués de tôles d'acier électrique séparées et isolées les unes des autres. Un enroulement en fil isolé est posé dans les rainures du noyau du stator. Un enroulement de tige est placé dans les rainures du noyau du rotor ou de l'aluminium fondu est coulé. Le cavalier sonne court-circuite l'enroulement du rotor aux extrémités (d'où le nom, court-circuité). Contrairement à rotor à cage d'écureuil, dans les rainures du rotor de phase, un enroulement est placé, réalisé en fonction du type d'enroulement du stator. Les extrémités de l'enroulement sont amenées à des bagues collectrices montées sur l'arbre. Des balais glissent le long des anneaux, reliant le bobinage à un rhéostat de démarrage ou de réglage. Les moteurs électriques asynchrones à rotor de phase sont des appareils plus coûteux, nécessitent une maintenance qualifiée, sont moins fiables et ne sont donc utilisés que dans les industries où ils ne peuvent pas être supprimés. Pour cette raison, ils ne sont pas très courants et nous ne les examinerons pas davantage.

Un courant circule dans l'enroulement du stator, qui est inclus dans un circuit triphasé, créant un champ magnétique tournant. Les lignes de champ magnétique du champ tournant du stator traversent les tiges d'enroulement du rotor et y induisent une force électromotrice (EMF). Sous l'action de cette FEM, un courant circule dans les tiges du rotor en court-circuit. Des flux magnétiques apparaissent autour des tiges, créant un champ magnétique commun du rotor qui, interagissant avec le champ magnétique tournant du stator, crée une force qui fait tourner le rotor dans le sens de rotation champ magnétique stator. La vitesse de rotation du rotor est quelque peu inférieure à la vitesse de rotation du champ magnétique créé par l'enroulement du stator. Cet indicateur est caractérisé par un glissement S et se situe pour la plupart des moteurs dans la plage de 2 à 10 %.

À installations industrielles les plus couramment utilisés sont les moteurs électriques asynchrones triphasés, qui sont produits sous forme de séries unifiées. Il s'agit notamment d'une seule série 4A avec une plage de puissance nominale de 0,06 à 400 kW, dont les machines se distinguent par une grande fiabilité, de bonnes performances et répondent au niveau des normes mondiales.

Les générateurs asynchrones autonomes sont des machines triphasées qui convertissent l'énergie mécanique du moteur primaire en énergie électrique alternative. Leur avantage incontestable par rapport aux autres types de générateurs est l'absence de mécanisme collecteur-balai et, par conséquent, une plus grande durabilité et fiabilité. Si un moteur asynchrone déconnecté du réseau est mis en rotation à partir de n'importe quel moteur primaire, alors selon le principe de réversibilité machines électriques lorsque la vitesse synchrone est atteinte, de la FEM se forme aux bornes de l'enroulement statorique sous l'action du champ magnétique résiduel. Si maintenant une batterie de condensateurs C est connectée aux bornes de l'enroulement du stator, un courant capacitif de tête circulera dans les enroulements du stator, qui dans ce cas est magnétisant. La capacité de la batterie C doit dépasser une certaine valeur critique C0, qui dépend des paramètres d'un générateur asynchrone autonome: seulement dans ce cas, le générateur s'auto-excite et un système de tension symétrique triphasé est établi sur les enroulements du stator. La valeur de la tension dépend, en définitive, des caractéristiques de la machine et de la capacité des condensateurs. Ainsi, un moteur asynchrone à cage d'écureuil peut être transformé en générateur asynchrone.

Fig.1 Schéma standard pour la mise en marche d'un moteur électrique asynchrone en tant que générateur.

Vous pouvez choisir la capacité de sorte que la tension et la puissance nominales du générateur asynchrone soient égales, respectivement, à la tension et à la puissance lorsqu'il fonctionne comme un moteur électrique.

Le tableau 1 montre les capacités des condensateurs pour l'excitation des générateurs asynchrones (U=380 V, 750….1500 rpm). Ici, la puissance réactive Q est déterminée par la formule :

Q = 0,314 U2 C 10 -6,

où C est la capacité des condensateurs, uF.

puissance du générateur,	Ralenti
	capacité,	puissance réactive,
			capacité,	puissance réactive,	capacité,	puissance réactive,

Comme le montrent les données ci-dessus, la charge inductive sur le générateur asynchrone, qui réduit le facteur de puissance, provoque une forte augmentation de la capacité requise.

Pour maintenir la tension constante avec une charge croissante, il est nécessaire d'augmenter la capacité des condensateurs, c'est-à-dire de connecter des condensateurs supplémentaires.

Cette circonstance doit être considérée comme un inconvénient du générateur asynchrone.

La fréquence de rotation du générateur asynchrone en mode normal doit dépasser celle asynchrone de la quantité de glissement S = 2 ... 10% et correspondre à la fréquence synchrone.

Le non-respect de cette condition entraînera le fait que la fréquence de la tension générée peut différer de la fréquence industrielle de 50 Hz, ce qui entraînera un fonctionnement instable des consommateurs d'électricité dépendant de la fréquence: pompes électriques, machines à laver, appareils avec un entrée du transformateur.

Il est particulièrement dangereux de réduire la fréquence générée, car dans ce cas, la résistance inductive des enroulements des moteurs électriques et des transformateurs diminue, ce qui peut entraîner leur échauffement accru et leur défaillance prématurée.

En tant que générateur asynchrone, un moteur électrique asynchrone à cage d'écureuil conventionnel de la puissance appropriée peut être utilisé sans aucune modification. La puissance du moteur-générateur électrique est déterminée par la puissance des appareils connectés. Les plus énergivores d'entre eux sont :

transformateurs de soudage domestiques;

Scies électriques, dégauchisseuses électriques, concasseurs à grains (puissance 0,3 ... 3 kW);

· Fours électriques comme "Rossiyanka", "Dream" avec une puissance jusqu'à 2 kW;

fers à repasser électriques (puissance 850 ... 1000 W).

Je veux surtout m'attarder sur le fonctionnement des transformateurs de soudage domestiques.

Leur connexion à une source d'électricité autonome est très souhaitable, car. lorsqu'ils opèrent à partir d'un réseau industriel, ils créent toute la ligne gêne pour les autres consommateurs d'électricité. Si un transformateur de soudage domestique est conçu pour fonctionner avec des électrodes d'un diamètre de 2 ... 3 mm, sa puissance totale est d'environ 4 ... 6 kW, la puissance du générateur asynchrone pour l'alimenter doit être comprise entre 5 .. 7kW.

Si un transformateur de soudage domestique permet un fonctionnement avec des électrodes d'un diamètre de 4 mm, alors dans le mode le plus difficile - "coupe" du métal, la puissance totale consommée par celui-ci peut atteindre 10 ... 12 kW, respectivement, la puissance de l'asynchrone le générateur doit être compris entre 11 et 13 kW.

En tant que batterie de condensateurs triphasés, il est bon d'utiliser les compensateurs de puissance dits réactifs, conçus pour améliorer le cos φ dans les réseaux d'éclairage industriels. Leur désignation de type : KM1-0.22-4.5-3U3 ou KM2-0.22-9-3U3, qui signifie de la manière suivante. KM - condensateurs cosinus imprégnés d'huile minérale, le premier chiffre est la taille (1 ou 2), puis la tension (0,22 kV), la puissance (4,5 ou 9 kvar), puis le chiffre 3 ou 2 signifie triphasé ou simple -version phasique, U3 (climat tempéré de troisième catégorie).

Lorsque auto-fabrication batteries, vous devez utiliser des condensateurs tels que MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4, etc. pour une tension de fonctionnement d'au moins 600 V. Les condensateurs électrolytiques ne peuvent pas être utilisés.

L'option ci-dessus pour connecter un moteur électrique triphasé en tant que générateur peut être considérée comme classique, mais pas la seule. Il existe d'autres méthodes qui fonctionnent tout aussi bien dans la pratique. Par exemple, lorsqu'une batterie de condensateurs est connectée à un ou deux enroulements d'un moteur-générateur électrique.

Fig.2 Mode diphasé d'un générateur asynchrone.

Un tel schéma doit être utilisé lorsqu'il n'est pas nécessaire d'obtenir une tension triphasée. Cette option de commutation réduit la capacité de travail des condensateurs, réduit la charge sur le moteur mécanique primaire en mode ralenti, etc. permet d'économiser du "précieux" carburant.

En tant que générateurs de faible puissance produisant une tension alternative monophasée de 220 V, vous pouvez utiliser des moteurs électriques asynchrones monophasés à cage d'écureuil à des fins domestiques: des machines à laver telles que Oka, Volga, des pompes d'arrosage Agidel, BCN, etc. Ils ont une batterie de condensateurs connectée en parallèle avec l'enroulement de travail. Vous pouvez utiliser un condensateur déphaseur existant en le connectant à l'enroulement de travail. La capacité de ce condensateur peut devoir être légèrement augmentée. Sa valeur sera déterminée par la nature de la charge connectée au générateur : une charge active (fours électriques, ampoules, fers à souder électriques) nécessite une petite capacité, une inductive (moteurs électriques, téléviseurs, réfrigérateurs) - plus.

Fig.3 Générateur de faible puissance du monophasé moteur à induction.

Maintenant, quelques mots sur le moteur principal, qui entraînera le générateur. Comme vous le savez, toute transformation d'énergie est associée à ses pertes inévitables. Leur valeur est déterminée par l'efficacité de l'appareil. Par conséquent, la puissance d'un moteur mécanique doit dépasser la puissance d'un générateur asynchrone de 50 ... 100%. Par exemple, avec une puissance de générateur asynchrone de 5 kW, la puissance d'un moteur mécanique doit être de 7,5 ... 10 kW. À l'aide du mécanisme de transmission, la vitesse du moteur mécanique et du générateur est coordonnée de sorte que le mode de fonctionnement du générateur soit réglé sur la vitesse moyenne du moteur mécanique. Si nécessaire, vous pouvez brièvement augmenter la puissance du générateur en augmentant la vitesse du moteur mécanique.

Chaque centrale autonome doit contenir minimum nécessaire pièces jointes : un voltmètre CA (avec une échelle allant jusqu'à 500 V), un fréquencemètre (de préférence) et trois interrupteurs. Un interrupteur connecte la charge au générateur, les deux autres commutent le circuit d'excitation. La présence d'interrupteurs dans le circuit d'excitation facilite le démarrage d'un moteur mécanique, et vous permet également de réduire rapidement la température des enroulements du générateur, après la fin du travail, le rotor d'un générateur non excité est mis en rotation à partir d'un moteur mécanique pendant quelques temps. Cette procédure prolonge la durée de vie active des enroulements du générateur.

Si le groupe électrogène est censé alimenter un équipement normalement connecté au secteur (par exemple, éclairage dans un bâtiment résidentiel, appareils électroménagers), il est alors nécessaire de prévoir un interrupteur biphasé qui déconnectera cet équipement du réseau industriel pendant le fonctionnement du générateur. Les deux fils doivent être déconnectés : "phase" et "zéro".

Enfin, quelques conseils généraux.

L'alternateur est un appareil dangereux. N'utilisez 380V qu'en cas d'absolue nécessité, sinon utilisez 220V.

Selon les exigences de sécurité, le générateur doit être équipé d'une mise à la terre.

Faites attention au régime thermique du générateur. Il "n'aime pas" la marche au ralenti. Il est possible de réduire la charge thermique en sélectionnant plus soigneusement la capacité des condensateurs d'excitation.

Ne vous méprenez pas sur la puissance courant électrique généré par le générateur. Si une phase est utilisée pendant le fonctionnement d'un générateur triphasé, sa puissance sera alors de 1/3 de la puissance totale du générateur, si deux phases - 2/3 de la puissance totale du générateur.

La fréquence du courant alternatif généré par le générateur peut être contrôlée indirectement par la tension de sortie qui, en mode "inactif", doit être supérieure de 4 ... 6% à la valeur industrielle de 220 V / 380 V.

Littérature:

L. G. Prishchep Un manuel d'électricien rural. Moscou : Agropromizdat, 1986.
A.A. Ivanov Manuel de génie électrique. - K.: lycée, 1984.
cm001.narod.ru

"Faites-le vous-même" 2005, n°3, p.78 - 82

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Retraité de La Région de l'Amour a décidé deseul pour combattreaugmentation des tarifs deélectricité. Le désir de faire le presque impossible est né aprèsles factures sont venues pourutilitaires.

Puis l'ancien ingénieur électricien a élaboré son propre plan d'électrification de toute la section. Maintenant, les pales tournent en haut, les ampoules s'allument en bas. O comment le vent a apporté le changement

Moteur asynchrone comme générateur

Fonctionnement d'un moteur électrique asynchrone en mode générateur

L'article décrit comment construire un générateur triphasé (monophasé) 220/380 V basé sur un moteur à courant alternatif asynchrone.

Un moteur électrique asynchrone triphasé, inventé à la fin du XIXe siècle par l'ingénieur électricien russe M.O. Dolivo-Dobrovolsky, a maintenant reçu une distribution prédominante dans l'industrie et dans l'agriculture, ainsi que dans la vie quotidienne. Les moteurs électriques asynchrones sont les plus simples et les plus fiables en fonctionnement. Par conséquent, dans tous les cas où cela est autorisé dans les conditions de l'entraînement électrique et où une compensation de puissance réactive n'est pas nécessaire, des moteurs à courant alternatif asynchrones doivent être utilisés.

Il existe deux principaux types de moteurs asynchrones :avec rotor à cage d'écureuil et avec rotor de phase . Un moteur électrique asynchrone à cage d'écureuil est constitué d'une partie fixe - le stator et d'une partie mobile - le rotor, tournant dans des paliers montés dans deux flasques moteur. Les noyaux du stator et du rotor sont constitués de tôles d'acier électrique séparées et isolées les unes des autres. Un enroulement en fil isolé est posé dans les rainures du noyau du stator. Un enroulement de tige est placé dans les rainures du noyau du rotor ou de l'aluminium fondu est coulé. Les anneaux de cavalier court-circuitent l'enroulement du rotor aux extrémités (d'où le nom - court-circuité). Contrairement à un rotor à cage d'écureuil, un enroulement est placé dans les rainures du rotor de phase, réalisé en fonction du type d'enroulement du stator. Les extrémités de l'enroulement sont amenées à des bagues collectrices montées sur l'arbre. Des balais glissent le long des anneaux, reliant le bobinage à un rhéostat de démarrage ou de réglage. Les moteurs électriques asynchrones à rotor de phase sont des appareils plus coûteux, nécessitent une maintenance qualifiée, sont moins fiables et ne sont donc utilisés que dans les industries où ils ne peuvent pas être supprimés. Pour cette raison, ils ne sont pas très courants et nous ne les examinerons pas davantage.

Un courant circule dans l'enroulement du stator, qui est inclus dans un circuit triphasé, créant un champ magnétique tournant. Les lignes de champ magnétique du champ tournant du stator traversent les tiges d'enroulement du rotor et y induisent une force électromotrice (EMF). Sous l'action de cette FEM, un courant circule dans les tiges du rotor en court-circuit. Autour des tiges, des flux magnétiques apparaissent, créant un champ magnétique commun du rotor qui, interagissant avec le champ magnétique tournant du stator, crée une force qui fait tourner le rotor dans le sens de rotation du champ magnétique du stator. La vitesse de rotation du rotor est quelque peu inférieure à la vitesse de rotation du champ magnétique créé par l'enroulement du stator. Cet indicateur est caractérisé par un glissement S et se situe pour la plupart des moteurs dans la plage de 2 à 10 %.

Le plus couramment utilisé dans les installations industriellesmoteurs électriques asynchrones triphasés, qui sont produits sous forme de séries unifiées. Il s'agit notamment d'une seule série 4A avec une plage de puissance nominale de 0,06 à 400 kW, dont les machines se distinguent par une grande fiabilité, de bonnes performances et répondent au niveau des normes mondiales.

Les générateurs asynchrones autonomes sont des machines triphasées qui convertissent l'énergie mécanique du moteur primaire en énergie électrique alternative. Leur avantage incontestable par rapport aux autres types de générateurs est l'absence de mécanisme collecteur-balai et, par conséquent, une plus grande durabilité et fiabilité. Si un moteur asynchrone déconnecté du réseau est mis en rotation à partir de n'importe quel moteur primaire, alors, conformément au principe de réversibilité des machines électriques, lorsque la vitesse synchrone est atteinte, des FEM se forment aux bornes de l'enroulement du stator sous le influence du champ magnétique résiduel. Si maintenant une batterie de condensateurs C est connectée aux bornes de l'enroulement du stator, un courant capacitif de tête circulera dans les enroulements du stator, qui dans ce cas est magnétisant. La capacité de la batterie C doit dépasser une certaine valeur critique C0, qui dépend des paramètres d'un générateur asynchrone autonome: seulement dans ce cas, le générateur s'auto-excite et un système de tension symétrique triphasé est établi sur les enroulements du stator. La valeur de la tension dépend, en définitive, des caractéristiques de la machine et de la capacité des condensateurs. Ainsi, un moteur asynchrone à cage d'écureuil peut être transformé en générateur asynchrone.

Le schéma standard pour allumer un moteur électrique asynchrone en tant que générateur.

Vous pouvez choisir la capacité de sorte que la tension et la puissance nominales du générateur asynchrone soient égales, respectivement, à la tension et à la puissance lorsqu'il fonctionne comme un moteur électrique.

Le tableau 1 montre les capacités des condensateurs pour l'excitation des générateurs asynchrones (U=380 V, 750….1500 rpm). Ici, la puissance réactive Q est déterminée par la formule :

Q = 0,314 U2 C 10-6,

où C est la capacité des condensateurs, uF.

Puissance du générateur, kVA	Ralenti
	capacité, uF	puissance réactive, kvar
			capacité, uF	puissance réactive, kvar	capacité, uF	puissance réactive, kvar

Comme le montrent les données ci-dessus, la charge inductive sur le générateur asynchrone, qui réduit le facteur de puissance, provoque une forte augmentation de la capacité requise. Pour maintenir la tension constante avec une charge croissante, il est nécessaire d'augmenter la capacité des condensateurs, c'est-à-dire de connecter des condensateurs supplémentaires. Cette circonstance doit être considérée comme un inconvénient du générateur asynchrone.

La fréquence de rotation du générateur asynchrone en mode normal doit dépasser celle asynchrone de la quantité de glissement S = 2 ... 10% et correspondre à la fréquence synchrone. Le non-respect de cette condition entraînera le fait que la fréquence de la tension générée peut différer de la fréquence industrielle de 50 Hz, ce qui entraînera un fonctionnement instable des consommateurs d'électricité dépendant de la fréquence: pompes électriques, machines à laver, appareils avec un entrée du transformateur. Il est particulièrement dangereux de réduire la fréquence générée, car dans ce cas, la résistance inductive des enroulements des moteurs électriques et des transformateurs diminue, ce qui peut entraîner leur échauffement accru et leur défaillance prématurée. En tant que générateur asynchrone, un moteur électrique asynchrone à cage d'écureuil conventionnel de la puissance appropriée peut être utilisé sans aucune modification. La puissance du moteur électrique - générateur est déterminée par la puissance des appareils connectés. Les plus énergivores d'entre eux sont :

· transformateurs de soudage domestiques;

· scies électriques, dégauchisseuses électriques, concasseurs à grains (puissance 0,3 ... 3 kW);

· fours électriques de type "Rossiyanka", "Dream" d'une puissance allant jusqu'à 2 kW;

· fers à repasser électriques (puissance 850 ... 1000 W).

Je veux surtout m'attarder sur le fonctionnement des transformateurs de soudage domestiques. Leur connexion à une source d'électricité autonome est très souhaitable, car. lorsqu'ils fonctionnent à partir d'un réseau industriel, ils créent un certain nombre de désagréments pour les autres consommateurs d'électricité. Si un transformateur de soudage domestique est conçu pour fonctionner avec des électrodes d'un diamètre de 2 ... 3 mm, sa puissance totale est d'environ 4 ... 6 kW, la puissance du générateur asynchrone pour l'alimenter doit être comprise entre 5 .. 7kW. Si un transformateur de soudage domestique permet un fonctionnement avec des électrodes d'un diamètre de 4 mm, alors dans le mode le plus difficile - "coupe" du métal, la puissance totale consommée par celui-ci peut atteindre 10 ... 12 kW, respectivement, la puissance de l'asynchrone le générateur doit être compris entre 11 et 13 kW.

En tant que batterie de condensateurs triphasés, il est bon d'utiliser les compensateurs de puissance dits réactifs, conçus pour améliorer le cosφdans les réseaux d'éclairage industriel. Leur désignation de type : KM1-0.22-4.5-3U3 ou KM2-0.22-9-3U3, qui se déchiffre comme suit. KM - condensateurs cosinus imprégnés d'huile minérale, le premier chiffre est la taille (1 ou 2), puis la tension (0,22 kV), la puissance (4,5 ou 9 kvar), puis le chiffre 3 ou 2 signifie triphasé ou simple -version phasique, U3 (climat tempéré de troisième catégorie).

En cas d'auto-fabrication de la batterie, vous devez utiliser des condensateurs tels que MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4, etc. pour une tension de fonctionnement d'au moins 600 V. Les condensateurs électrolytiques ne peuvent pas être utilisés.

L'option ci-dessus pour connecter un moteur électrique triphasé en tant que générateur peut être considérée comme classique, mais pas la seule. Il existe d'autres méthodes qui fonctionnent tout aussi bien dans la pratique. Par exemple, lorsqu'une batterie de condensateurs est connectée à un ou deux enroulements d'un moteur-générateur électrique.

Mode diphasé du générateur asynchrone.

Fig.2 Mode diphasé d'un générateur asynchrone.

Un tel schéma doit être utilisé lorsqu'il n'est pas nécessaire d'obtenir une tension triphasée. Cette option de commutation réduit la capacité de travail des condensateurs, réduit la charge sur le moteur mécanique primaire en mode ralenti, etc. permet d'économiser du "précieux" carburant.

En tant que générateurs de faible puissance produisant une tension alternative monophasée de 220 V, vous pouvez utiliser des moteurs électriques asynchrones monophasés à cage d'écureuil à usage domestique: des machines à laver telles que Oka, Volga, des pompes d'arrosage Agidel, BCN, etc. Ils ont une batterie de condensateurs connectée en parallèle avec l'enroulement de travail ou utilisent un condensateur de déphasage existant connecté à l'enroulement de démarrage. La capacité de ce condensateur peut devoir être légèrement augmentée. Sa valeur sera déterminée par la nature de la charge connectée au générateur : une charge active (fours électriques, ampoules, fers à souder électriques) nécessite une petite capacité, une inductive (moteurs électriques, téléviseurs, réfrigérateurs) - plus.

Fig.3 Générateur de faible puissance à partir d'un moteur asynchrone monophasé.

Maintenant, quelques mots sur le moteur principal, qui entraînera le générateur. Comme vous le savez, toute transformation d'énergie est associée à ses pertes inévitables. Leur valeur est déterminée par l'efficacité de l'appareil. Par conséquent, la puissance d'un moteur mécanique doit dépasser la puissance d'un générateur asynchrone de 50 ... 100%. Par exemple, avec une puissance de générateur asynchrone de 5 kW, la puissance d'un moteur mécanique doit être de 7,5 ... 10 kW. À l'aide du mécanisme de transmission, la vitesse du moteur mécanique et du générateur est coordonnée de sorte que le mode de fonctionnement du générateur soit réglé sur la vitesse moyenne du moteur mécanique. Si nécessaire, vous pouvez brièvement augmenter la puissance du générateur en augmentant la vitesse du moteur mécanique.

Chaque centrale électrique autonome doit contenir le minimum d'accessoires nécessaires : un voltmètre AC (avec une échelle allant jusqu'à 500 V), un fréquencemètre (de préférence) et trois interrupteurs. Un interrupteur connecte la charge au générateur, les deux autres commutent le circuit d'excitation. La présence d'interrupteurs dans le circuit d'excitation facilite le démarrage d'un moteur mécanique, et vous permet également de réduire rapidement la température des enroulements du générateur, après la fin du travail, le rotor d'un générateur non excité est mis en rotation à partir d'un moteur mécanique pendant quelques temps. Cette procédure prolonge la durée de vie active des enroulements du générateur.

Si le groupe électrogène est censé alimenter un équipement normalement connecté au secteur (par exemple, éclairage dans un bâtiment résidentiel, appareils électroménagers), il est alors nécessaire de prévoir un interrupteur biphasé qui déconnectera cet équipement du réseau industriel pendant le fonctionnement du générateur. Les deux fils doivent être déconnectés : "phase" et "zéro".

Enfin, quelques conseils généraux.

1. L'alternateur est un appareil dangereux. N'utilisez 380V qu'en cas d'absolue nécessité, sinon utilisez 220V.

2. Selon les exigences de sécurité, le générateur doit être équipé d'une mise à la terre.

3. Faites attention au régime thermique du générateur. Il "n'aime pas" la marche au ralenti. Il est possible de réduire la charge thermique en sélectionnant plus soigneusement la capacité des condensateurs d'excitation.

4. Ne vous méprenez pas sur la puissance du courant électrique généré par le générateur. Si une phase est utilisée pendant le fonctionnement d'un générateur triphasé, sa puissance sera alors de 1/3 de la puissance totale du générateur, si deux phases - 2/3 de la puissance totale du générateur.

5. La fréquence du courant alternatif généré par le générateur peut être contrôlée indirectement par la tension de sortie, qui en mode "inactif" doit être supérieure de 4 ... 6% à la valeur industrielle de 220/380 V.

Si le rotor d'une machine asynchrone connectée au réseau avec la tension U1 est entraîné en rotation au moyen du moteur primaire dans le sens du champ tournant du stator, mais à une vitesse n2>

Pourquoi nous utilisons un générateur d'énergie asynchrone

Un générateur asynchrone est une machine électrique asynchrone (el.dvigatel) fonctionnant en mode générateur. A l'aide d'un moteur d'entraînement (dans notre cas, une éolienne), le rotor d'un générateur électrique asynchrone tourne dans le même sens que le champ magnétique. Dans ce cas, le glissement du rotor devient négatif, un couple de freinage apparaît sur l'arbre de la machine asynchrone, et la génératrice transfère de l'énergie au réseau.

Pour exciter la force électromotrice dans son circuit de sortie, l'aimantation résiduelle du rotor est utilisée. Pour cela, des condensateurs sont utilisés.

Les générateurs asynchrones ne sont pas sensibles aux courts-circuits.

Un générateur asynchrone est plus simple qu'un synchrone (par exemple, un générateur de voiture): si ce dernier a des inducteurs placés sur le rotor, alors le rotor du générateur asynchrone ressemble à un volant d'inertie classique. Un tel générateur est mieux protégé de la saleté et de l'humidité, plus résistant aux courts-circuits et aux surcharges, et la tension de sortie d'un générateur asynchrone a un degré de distorsion non linéaire plus faible. Cela vous permet d'utiliser des générateurs asynchrones non seulement pour alimenter des appareils industriels qui ne sont pas critiques pour la forme de la tension d'entrée, mais également pour connecter des équipements électroniques.

Il s'agit d'un générateur électrique asynchrone qui constitue une source de courant idéale pour les appareils à charge active (ohmique): radiateurs électriques, convertisseurs de soudage, lampes à incandescence, appareils électroniques, ingénierie informatique et radio.

Avantages d'un générateur asynchrone

Ces avantages comprennent un faible facteur clair (coefficient d'harmonique), qui caractérise la présence quantitative d'harmoniques plus élevées dans la tension de sortie du générateur. Des harmoniques plus élevés provoquent une rotation inégale et un échauffement inutile des moteurs électriques. Les générateurs synchrones peuvent avoir un facteur clair allant jusqu'à 15%, et le facteur clair d'un générateur asynchrone ne dépasse pas 2%. Ainsi, un générateur électrique asynchrone ne produit pratiquement que de l'énergie utile.

Un autre avantage d'un générateur asynchrone est qu'il n'a pas d'enroulements tournants et pas de pièces électroniques sensibles aux influences externes et sont souvent endommagés. Par conséquent, le générateur asynchrone n'est pas sujet à l'usure et peut servir très longtemps.

La sortie de nos générateurs est immédiatement de 220/380V AC, qui peut être utilisée directement pour les appareils électroménagers (par exemple, les radiateurs), pour charger des batteries, pour se connecter à une scierie, et aussi pour un fonctionnement en parallèle avec un réseau traditionnel. Dans ce cas, vous paierez la différence consommée sur le réseau et générée par l'éolienne. Car Étant donné que la tension correspond immédiatement aux paramètres industriels, vous n'aurez pas besoin de divers convertisseurs (onduleurs) lorsque l'éolienne est directement connectée à votre charge. Par exemple, vous pouvez vous connecter directement à une scierie et, en présence de vent, travailler comme si vous étiez simplement connecté à un réseau 380V.

Si le rotor d'une machine asynchrone connectée au réseau avec la tension U1 est mis en rotation au moyen du moteur primaire dans le sens du champ statorique tournant, mais à une vitesse n2>n1, alors le mouvement du rotor par rapport au champ statorique changera (par rapport au mode moteur de cette machine), puisque le rotor dépassera le champ statorique.

Dans ce cas, le glissement deviendra négatif, et la direction de la fem. E1 induit dans l'enroulement du stator, et par conséquent, le sens du courant I1 va changer dans le sens inverse. En conséquence, le moment électromagnétique sur le rotor changera également de direction et passera de la rotation (en mode moteur) à la contre-action (par rapport au couple du moteur principal). Dans ces conditions, la machine asynchrone passera d'un mode moteur à un mode générateur, convertissant l'énergie mécanique de la machine motrice en énergie électrique. En mode générateur d'une machine asynchrone, le glissement peut varier dans la plage

dans ce cas, la fréquence emf générateur asynchrone reste inchangé, car il est déterminé par la vitesse de rotation du champ statorique, c'est-à-dire reste la même que la fréquence du courant dans le réseau, qui est connecté au générateur asynchrone.

Du fait qu'en mode générateur de la machine asynchrone, les conditions de création d'un champ statorique tournant sont les mêmes qu'en mode moteur (dans les deux modes, l'enroulement du stator est connecté au réseau avec la tension U1), et consomme le courant magnétisant I0 du réseau, puis l'asynchrone une machine en mode générateur a des propriétés particulières : elle consomme de l'énergie réactive du réseau, nécessaire pour créer un champ statorique tournant, mais donne de l'énergie active au réseau, obtenue en conséquence de convertir l'énergie mécanique du moteur principal.

Contrairement aux générateurs synchrones, les générateurs asynchrones ne sont pas soumis aux risques de désynchronisation. Cependant, les générateurs asynchrones sont peu utilisés, ce qui s'explique par un certain nombre de leurs inconvénients par rapport aux générateurs synchrones.

Un générateur asynchrone peut également fonctionner dans des conditions autonomes, c'est-à-dire sans être connecté au réseau public. Mais dans ce cas, pour obtenir la puissance réactive nécessaire pour magnétiser le générateur, on utilise une batterie de condensateurs connectés en parallèle à la charge sur les sorties du générateur.

Une condition indispensable pour un tel fonctionnement des générateurs asynchrones est la présence d'une magnétisation résiduelle de l'acier du rotor, nécessaire au processus d'auto-excitation du générateur. Petite fem Eres induit dans l'enroulement du stator crée un petit courant réactif dans le circuit du condensateur et, par conséquent, dans l'enroulement du stator, ce qui améliore le flux résiduel Fost. À l'avenir, le processus d'auto-excitation se développe, comme dans un générateur de courant continu à excitation parallèle. En modifiant la capacité des condensateurs, il est possible de modifier l'amplitude du courant magnétisant et, par conséquent, l'amplitude de la tension des générateurs. En raison de l'encombrement excessif et du coût élevé des batteries de condensateurs, les générateurs asynchrones à auto-excitation n'ont pas gagné en distribution. Les générateurs asynchrones ne sont utilisés que dans les centrales électriques auxiliaires de faible puissance, par exemple dans les centrales éoliennes.

Générateur de bricolage

Dans ma centrale électrique, la source de courant est un générateur asynchrone entraîné par un moteur à essence à deux cylindres refroidi par air UD-25 (8 ch, 3000 tr/min). En tant que générateur asynchrone, sans aucune modification, vous pouvez utiliser un moteur électrique asynchrone conventionnel avec une vitesse de 750-1500 tr/min et une puissance allant jusqu'à 15 kW.

La fréquence de rotation du générateur asynchrone en mode normal doit dépasser de 10% la valeur nominale (synchrone) du nombre de tours du moteur électrique utilisé. Cela peut être fait de la manière suivante. Le moteur électrique est connecté au réseau et le ralenti est mesuré par un tachymètre. L'entraînement par courroie du moteur au générateur est calculé de manière à fournir une vitesse de générateur légèrement augmentée. Par exemple, un moteur électrique avec une vitesse nominale de 900 tr/min tourne au ralenti à 1230 tr/min. Dans ce cas, la transmission par courroie est calculée pour fournir une vitesse de générateur de 1353 tr/min.

Les enroulements du générateur asynchrone de mon installation sont connectés par une "étoile" et produisent une tension triphasée de 380 V. Pour maintenir la tension nominale du générateur asynchrone, il est nécessaire de sélectionner correctement la capacité des condensateurs entre chaque phase (les trois capacités sont identiques). Pour sélectionner la capacité souhaitée, j'ai utilisé le tableau suivant. Avant d'acquérir les compétences nécessaires en fonctionnement, vous pouvez vérifier le chauffage du générateur au toucher afin d'éviter une surchauffe. Le chauffage indique que trop de capacité est connectée.

Les condensateurs conviennent de type KBG-MN ou autres avec une tension de fonctionnement d'au moins 400 V. Lorsque le générateur est éteint, une charge électrique reste sur les condensateurs, par conséquent, des précautions doivent être prises contre les chocs électriques. Les condensateurs doivent être solidement enfermés.

Lorsque je travaille avec un outil électrique portatif de 220 V, j'utilise un transformateur abaisseur TSZI de 380 V à 220 V. Lorsqu'il est connecté à une centrale électrique moteur triphasé il peut arriver que le générateur ne « maîtrise » pas son démarrage la première fois. Ensuite, vous devez donner une série de démarrages du moteur à court terme jusqu'à ce qu'il prenne de la vitesse, ou le faire tourner manuellement.

Les générateurs asynchrones fixes de ce type, utilisés pour le chauffage électrique d'un immeuble résidentiel, peuvent être entraînés par une éolienne ou une turbine installée sur une petite rivière ou un ruisseau, s'il y en a à proximité de la maison. À un moment donné en Tchouvachie, l'usine Energozapchast produisait un générateur (micro centrale hydroélectrique) d'une capacité de 1,5 kW basé sur un moteur électrique asynchrone. V.P. Beltyukov de Nolinsk a fabriqué une éolienne et a également utilisé un moteur asynchrone comme générateur. Un tel générateur peut être mis en mouvement à l'aide d'un tracteur à conducteur marchant, d'un minitracteur, d'un moteur de scooter, d'une voiture, etc.

J'ai installé ma centrale électrique sur une petite remorque légère à un essieu - un châssis. Pour les travaux en dehors de l'économie, je charge les outils électriques nécessaires dans la machine et j'y fixe mon installation. Avec une faucheuse rotative, je fauche le foin, avec un tracteur électrique, je laboure la terre, la herse, la plante et le spud. Pour un tel travail, complet avec la station, je pilote une bobine avec un câble à quatre fils KRPT. Lors de l'enroulement du câble, une chose doit être prise en compte. S'il est enroulé de la manière habituelle, un solénoïde se forme, dans lequel il y aura des pertes supplémentaires. Pour les éviter, le câble doit être plié en deux et enroulé sur une bobine, en partant du coude.

À la fin de l'automne, le bois de chauffage doit être récolté sur le bois mort pour l'hiver. J'utilise aussi des outils électriques. Sur le zone suburbaineà l'aide d'une scie circulaire et d'une raboteuse, je transforme des matériaux pour la menuiserie.

À la suite d'un long test de fonctionnement de notre éolienne Sailing avec un circuit d'excitation traditionnel d'un moteur asynchrone (IM), basé sur l'utilisation d'un démarreur magnétique comme interrupteur, un certain nombre de lacunes ont été révélées, ce qui a conduit à la création du Cabinet de Contrôle. Qui est devenu un appareil universel pour transformer n'importe quel moteur asynchrone en générateur ! Il suffit maintenant de connecter les fils de l'IM du moteur à notre dispositif de contrôle et le générateur est prêt.

Comment transformer n'importe quel moteur à induction en générateur - Une maison sans fondation

Comment transformer n'importe quel moteur à induction en générateur - Une maison sans fondation Pourquoi nous utilisons un générateur à induction Un générateur à induction est un groupe électrogène

Pour les besoins de la construction d'une résidence privée ou d'un chalet maître de maison vous aurez peut-être besoin d'une source d'énergie électrique autonome, que vous pourrez acheter dans un magasin ou assembler de vos propres mains à partir des pièces disponibles.

Le générateur fait maison est capable de fonctionner à l'énergie de l'essence, du gaz ou du carburant diesel. Pour ce faire, il doit être relié au moteur via un embrayage amortisseur qui assure une rotation en douceur du rotor.

Si les habitants le permettent conditions naturelles Par exemple, s'il y a des vents fréquents ou si une source d'eau courante se trouve à proximité, vous pouvez créer une turbine éolienne ou hydraulique et la connecter à un moteur triphasé asynchrone pour produire de l'électricité.

Grâce à un tel appareil, vous aurez un travail constant source alternativeélectricité. Il réduira la consommation d'énergie des réseaux publics et permettra des économies sur son paiement.

Dans certains cas, il est permis d'utiliser une tension monophasée pour faire tourner un moteur électrique et transmettre le couple à un générateur fait maison pour créer son propre réseau symétrique triphasé.

Comment choisir un moteur asynchrone pour un générateur par conception et caractéristiques

Caractéristiques technologiques

La base d'un générateur fait maison est un moteur électrique asynchrone triphasé avec:

Dispositif de stator

Les circuits magnétiques du stator et du rotor sont constitués de plaques isolées d'acier électrique, dans lesquelles des rainures sont créées pour recevoir les fils de bobinage.

Les trois enroulements individuels du stator peuvent être câblés en usine comme suit :

Leurs conclusions sont connectées à l'intérieur de la boîte à bornes et connectées avec des cavaliers. Le câble d'alimentation est également installé ici.

Dans certains cas, les fils et les câbles peuvent être connectés d'autres manières.

Des tensions symétriques sont fournies à chaque phase du moteur à induction, décalées angulairement d'un tiers du cercle. Ils forment des courants dans les enroulements.

Ces quantités sont commodément exprimées sous forme vectorielle.

Caractéristiques de conception des rotors

Moteurs à rotor bobiné

Ils sont équipés d'un enroulement réalisé selon le modèle de stator, et les fils de chacun sont connectés à des bagues collectrices, qui assurent le contact électrique avec le circuit de démarrage et de réglage à travers des balais de pression.

Cette conception est assez difficile à fabriquer, coûteuse en coût. Il nécessite un suivi périodique des travaux et un entretien qualifié. Pour ces raisons, cela n'a aucun sens de l'utiliser dans cette conception pour un générateur fait maison.

Cependant, s'il existe un moteur similaire et qu'il n'a pas d'autre application, les conclusions de chaque enroulement (les extrémités qui sont connectées aux anneaux) peuvent être court-circuitées. De cette façon, le rotor de phase se transformera en un rotor court-circuité. Il peut être connecté selon n'importe quel schéma considéré ci-dessous.

Moteurs à cage d'écureuil

De l'aluminium est coulé à l'intérieur des rainures du circuit magnétique du rotor. L'enroulement est réalisé sous la forme d'une cage d'écureuil rotative (pour laquelle il a reçu un tel nom supplémentaire) avec des anneaux de cavalier court-circuités aux extrémités.

Il s'agit du circuit moteur le plus simple, dépourvu de contacts mobiles. De ce fait, il fonctionne longtemps sans l'intervention d'électriciens, il se caractérise par une fiabilité accrue. Il est recommandé de l'utiliser pour créer un générateur maison.

Désignations sur le carter du moteur

Pour qu'un générateur fait maison fonctionne de manière fiable, vous devez faire attention à:

• Classe IP, qui caractérise la qualité de la protection du boîtier contre les influences environnementales ;
• consommation d'énergie;
• la rapidité;
• schéma de connexion des enroulements ;
• courants de charge admissibles ;
• Efficacité et cosinus φ.

Le schéma de connexion des enroulements, en particulier pour les anciens moteurs en fonctionnement, doit être rappelé et vérifié par des méthodes électriques. Cette technologie est décrite en détail dans l'article sur le raccordement d'un moteur triphasé à un réseau monophasé.

Le principe de fonctionnement d'un moteur à induction en générateur

Sa mise en œuvre est basée sur la méthode de réversibilité des machines électriques. Si le moteur est déconnecté de la tension secteur, le rotor est forcé de tourner à la vitesse calculée, puis EMF sera induit dans l'enroulement du stator en raison de la présence d'énergie résiduelle du champ magnétique.

Il ne reste plus qu'à connecter une batterie de condensateurs de la puissance appropriée aux enroulements et un courant de tête capacitif les traversera, qui a le caractère d'un courant magnétisant.

Pour que le générateur s'auto-excite et qu'un système symétrique de tensions triphasées se forme sur les enroulements, il est nécessaire de sélectionner la capacité des condensateurs, supérieure à une certaine valeur critique. En plus de sa valeur, la conception du moteur affecte naturellement la puissance de sortie.

Pour la génération normale d'énergie triphasée avec une fréquence de 50 Hz, il est nécessaire de maintenir la vitesse du rotor dépassant la composante asynchrone de la quantité de glissement S, qui se situe dans S=2÷10%. Il doit être maintenu au niveau de fréquence synchrone.

L'écart de la sinusoïde par rapport à la valeur standard de fréquence affectera négativement le fonctionnement de l'équipement avec moteurs électriques: scies, rabots, machines-outils diverses et transformateurs. Cela n'a pratiquement aucun effet sur les charges résistives avec des éléments chauffants et des lampes à incandescence.

Schémas de câblage

En pratique, toutes les méthodes courantes de connexion des enroulements statoriques d'un moteur à induction sont utilisées. Le choix de l'un d'entre eux crée conditions diverses pour le fonctionnement de l'équipement et générer une tension de certaines valeurs.

Schémas en étoile

Une option populaire pour connecter des condensateurs

Le schéma de connexion d'un moteur asynchrone avec des enroulements connectés en étoile pour un fonctionnement en tant que générateur de réseau triphasé a une forme standard.

Schéma d'un générateur asynchrone avec connexion de condensateurs à deux enroulements

Cette option est assez populaire. Il vous permet d'alimenter trois groupes de consommateurs à partir de deux enroulements :

Les condensateurs de travail et de démarrage sont connectés au circuit par des interrupteurs séparés.

Sur la base du même circuit, vous pouvez créer un générateur fait maison avec des condensateurs connectés à un enroulement d'un moteur à induction.

diagramme en triangle

Lors de l'assemblage des enroulements du stator selon le circuit en étoile, le générateur produira une tension triphasée de 380 volts. Si vous les changez en triangle, alors - 220.

Les trois schémas présentés ci-dessus dans les images sont basiques, mais pas les seuls. Sur cette base, d'autres méthodes de connexion peuvent être créées.

Comment calculer les caractéristiques du générateur en fonction de la puissance du moteur et de la capacité du condensateur

Pour créer conditions normales le fonctionnement d'une machine électrique, il est nécessaire de respecter l'égalité de sa tension et de sa puissance nominales dans les modes d'un générateur et d'un moteur électrique.

A cet effet, la capacité des condensateurs est choisie en tenant compte de la puissance réactive Q générée par eux à différentes charges. Sa valeur est calculée par l'expression :

A partir de cette formule, connaissant la puissance du moteur, pour assurer la pleine charge, on peut calculer la capacité de la batterie de condensateurs :

Cependant, le mode de fonctionnement du générateur doit être pris en compte. Au ralenti, les condensateurs chargent inutilement les enroulements et les chauffent. Cela entraîne de grandes pertes d'énergie, une surchauffe de la structure.

Pour éliminer ce phénomène, les condensateurs sont connectés par étapes, en déterminant leur nombre en fonction de la charge appliquée. Pour simplifier la sélection des condensateurs pour le démarrage d'un moteur asynchrone en mode générateur, un tableau spécial a été créé.

Les condensateurs de démarrage de la série K78-17 et similaires avec une tension de fonctionnement de 400 volts ou plus sont bien adaptés pour une utilisation en tant que partie d'une batterie capacitive. Il est tout à fait acceptable de les remplacer par des homologues métal-papier avec les dénominations correspondantes. Ils devront être connectés en parallèle.

Il ne vaut pas la peine d'utiliser des modèles de condensateurs électrolytiques pour travailler dans les circuits d'un générateur asynchrone fait maison. Ils sont conçus pour les circuits à courant continu et lors du passage d'une sinusoïde qui change de direction, ils échouent rapidement.

Il existe un schéma spécial pour les connecter à de telles fins, lorsque chaque demi-onde est dirigée par des diodes vers son assemblage. Mais c'est assez compliqué.

Concevoir

Le dispositif autonome de la centrale électrique doit répondre pleinement aux exigences fonctionnement sûréquipements d'exploitation et être réalisé comme un module unique, comprenant un tableau électrique monté avec des appareils :

• mesures - avec un voltmètre jusqu'à 500 volts et un fréquencemètre;
• charges de commutation - trois commutateurs (un général fournit la tension du générateur au circuit consommateur et les deux autres connectent les condensateurs);
• protection - un interrupteur automatique qui élimine les conséquences des courts-circuits ou des surcharges et RCD (dispositif arrêt de protection), ce qui évite aux travailleurs une panne d'isolation et un potentiel de phase entrant dans le boîtier.

Redondance de l'alimentation principale

Lors de la création d'un générateur fait maison, il est nécessaire de prévoir sa compatibilité avec le circuit de mise à la terre de l'équipement de travail, et pour un fonctionnement autonome, il doit être connecté de manière fiable à la boucle de terre.

Si une centrale est construite pour alimentation de secours appareils fonctionnant à partir du réseau d'état, il doit être utilisé lorsque la tension est coupée de la ligne et, une fois rétablie, elle doit être arrêtée. À cette fin, il suffit d'installer un interrupteur qui contrôle toutes les phases simultanément ou de connecter un système automatique complexe pour activer l'alimentation de secours.

Sélection de tension

Le circuit de 380 volts présente un risque accru de blessure humaine. Il est utilisé dans cas extrêmes, lorsqu'il n'y a aucun moyen de s'en sortir avec une valeur de phase de 220.

Surcharge du générateur

De tels modes créent un échauffement excessif des enroulements avec destruction ultérieure de l'isolation. Ils se produisent lorsque les courants traversant les enroulements sont dépassés en raison de :

1. mauvaise sélection de la capacité du condensateur;
2. raccordement de gros consommateurs.

Dans le premier cas, il est nécessaire de surveiller attentivement le régime thermique au ralenti. En cas de chauffage excessif, il est nécessaire d'ajuster la capacité des condensateurs.

Caractéristiques de la connexion des consommateurs

La puissance totale d'un générateur triphasé se compose de trois parties générées dans chaque phase, soit 1/3 du total. Le courant traversant un enroulement ne doit pas dépasser la valeur nominale. Ceci doit être pris en compte lors du raccordement des consommateurs, répartissez-les uniformément sur les phases.

Lorsqu'un générateur fait maison est conçu pour fonctionner sur deux phases, il ne peut pas générer en toute sécurité d'électricité plus des 2/3 de la valeur totale, et si une seule phase est impliquée, alors seulement 1/3.

Contrôle de fréquence

Le fréquencemètre permet de surveiller cet indicateur. Lorsqu'il n'a pas été installé dans la conception d'un générateur fait maison, vous pouvez utiliser la méthode indirecte: au ralenti, la tension de sortie dépasse la valeur nominale 380/220 de 4 ÷ 6% à une fréquence de 50 Hz.

Comment fabriquer un générateur fait maison à partir d'un moteur asynchrone, Conception et réparation d'appartements de vos propres mains

Conseils pour un artisan à domicile sur la fabrication d'un générateur fait maison à partir d'un moteur électrique triphasé asynchrone avec schémas. photos et vidéos

Comment faire un générateur maison à partir d'un moteur à induction

Salut tout le monde! Aujourd'hui, nous examinerons comment fabriquer de vos propres mains un générateur fait maison à partir d'un moteur asynchrone. Cette question m'intéresse depuis longtemps, mais d'une manière ou d'une autre, je n'ai pas eu le temps d'aborder sa mise en œuvre. Faisons maintenant un peu de théorie.

Si vous prenez et faites tourner un moteur électrique asynchrone à partir d'un moteur principal, puis en suivant le principe de réversibilité des machines électriques, vous pouvez lui faire produire du courant électrique. Pour ce faire, vous devez faire tourner l'arbre d'un moteur asynchrone avec une fréquence égale ou légèrement supérieure à la fréquence asynchrone de sa rotation. En raison du magnétisme résiduel dans le circuit magnétique du moteur électrique, des champs électromagnétiques seront induits aux bornes de l'enroulement du stator.

Prenons maintenant et connectons aux bornes de l'enroulement du stator, comme indiqué sur la figure ci-dessous, les condensateurs non polaires C.

Dans ce cas, un courant capacitif de tête commencera à circuler dans l'enroulement du stator. On l'appellera magnétisation. Ceux. l'auto-excitation du générateur asynchrone se produira et l'EMF augmentera. La valeur de l'EMF dépendra des caractéristiques de la machine électrique elle-même et de la capacité des condensateurs. Ainsi, nous avons transformé un moteur électrique asynchrone ordinaire en générateur.

Parlons maintenant de la façon de choisir les bons condensateurs pour un générateur fait maison à partir d'un moteur à induction. La capacité doit être choisie de sorte que la tension générée et la puissance de sortie du générateur asynchrone correspondent à la puissance et à la tension lorsqu'il est utilisé comme moteur électrique. Voir les données dans le tableau ci-dessous. Ils sont pertinents pour l'excitation de générateurs asynchrones avec une tension de 380 volts et avec une vitesse de rotation de 750 à 1500 tr/min.

Avec une augmentation de la charge sur le générateur asynchrone, la tension à ses bornes aura tendance à baisser (la charge inductive sur le générateur va augmenter). Pour maintenir la tension à un niveau donné, il est nécessaire de connecter des condensateurs supplémentaires. Pour ce faire, vous pouvez utiliser un régulateur de tension spécial qui, lorsque la tension chute aux bornes du stator du générateur, connectera des batteries de condensateurs supplémentaires à l'aide de contacts.

La fréquence de rotation du générateur en mode normal doit dépasser la fréquence synchrone de 5 à 10 %. Autrement dit, si la vitesse de rotation est de 1000 tr/min, vous devez la faire tourner à une fréquence de 1050-1100 tr/min.

Un gros avantage d'un générateur asynchrone est que vous pouvez utiliser un moteur électrique asynchrone conventionnel tel quel sans modifications. Mais il n'est pas recommandé de s'emballer et de fabriquer des générateurs à partir de moteurs électriques d'une puissance supérieure à 15-20 kV * A. Un générateur fait maison à partir d'un moteur asynchrone est une excellente solution pour ceux qui n'ont pas la possibilité d'utiliser un générateur stratifié kronotex classique. Bonne chance avec tout et au revoir!

Comment faire un générateur fait maison à partir d'un moteur asynchrone, réparation de bricolage

Comment fabriquer un générateur maison à partir d'un moteur asynchrone Bonjour à tous ! Aujourd'hui, nous examinerons comment fabriquer de vos propres mains un générateur fait maison à partir d'un moteur asynchrone. Cette question a longtemps

Tous les appareils électroménagers qui sont utilisés pour le ménage aujourd'hui sont alimentés par l'électricité. Autrement dit, il s'avère que le courant électrique devient le principal travail mécanique appareils électroménagers. Mais cette dépendance verso Il est possible d'obtenir de l'énergie électrique à partir d'énergie mécanique. Et de nombreux artisans l'utilisent en créant de leurs propres mains un générateur à partir d'un moteur asynchrone.

Tous ceux qui ont une maison en dehors de la ville sont confrontés au problème de l'alimentation électrique intermittente. Avouons-le, c'est le problème numéro un des villages de vacances. Les groupes électrogènes fonctionnant à l'essence ou au diesel aident à sortir de cette situation. Certes, de tels appareils énergétiques ne sont pas un plaisir bon marché, c'est pourquoi de nombreux résidents d'été assemblent des générateurs de leurs propres mains, en utilisant pour cela un moteur asynchrone.

Comment fonctionne un générateur asynchrone

Ainsi, comme mentionné ci-dessus, un moteur asynchrone ne peut fonctionner en mode générateur que s'il crée un couple rotorique et sélectionne et connecte correctement un groupe de condensateurs.

En ce qui concerne le couple, il existe un grand nombre de structures et de dispositifs capables de créer ce couple. Voici quelques exemples.

• Il peut s'agir de n'importe quel moteur à essence ou diesel de petite puissance. De nombreux artisans utilisent pour cela des tronçonneuses ou des tracteurs à conducteur marchant. Pour augmenter la vitesse de rotation du rotor du moteur électrique, il est nécessaire de calculer le rapport du diamètre des poulies installées sur le rotor et l'arbre du moteur à essence. La rotation est transmise à l'aide d'une courroie, la chaîne n'est pas utilisée dans ce cas en raison de la vitesse de rotation élevée.
• Il est possible de créer de l'énergie mécanique à l'aide de l'eau en installant une structure de pagaie sous son écoulement, semblable à l'hélice d'un navire ou d'un bateau.
• Il existe une option utilisant un moulin à vent. En règle générale, de tels dispositifs sont installés dans les zones steppiques, où le vent est toujours présent.

Ce sont les trois principales façons d'obtenir du courant électrique à travers un moteur à induction.

Attention! Tous les experts s'accordent à dire que option parfaite l'utilisation d'un moteur pour l'énergie mécanique, celui qui a le soi-disant ralenti perpétuel. C'est-à-dire que la vitesse de rotation ne change pas et est une valeur constante. De plus, vous devrez augmenter la vitesse de rotation de l'arbre moteur, qui différera de la valeur nominale avec une augmentation de 10%.

Vous pouvez connaître la vitesse de rotation nominale sur l'étiquette ou dans le passeport de l'appareil. Son unité de mesure est le tr/min. Si vous n'avez pas trouvé cet indicateur, vous pouvez le déterminer si vous allumez le moteur dans le réseau d'alimentation, après avoir préalablement installé un tachymètre sur l'arbre.

Maintenant, en ce qui concerne les condensateurs et le schéma de connexion du moteur. Premièrement, il existe une certaine dépendance de la capacité des condensateurs à la puissance du générateur. Le voici dans le tableau ci-dessous.

Deuxièmement, la capacité des condensateurs sur chaque ligne de moteur est la même. Troisièmement, considérez le fait qu'une capacité élevée peut entraîner une surchauffe du moteur. Par conséquent, respectez strictement le rapport selon le tableau. Quatrièmement, l'installation et l'assemblage du groupe de condensateurs sont une question responsable, alors soyez prudent. L'isolement est très important dans ce cas.

Conseils! Il est nécessaire de connecter les condensateurs les uns aux autres selon le schéma en triangle. Et les enroulements sont en forme d'étoile.

Au fait, voici le schéma ci-dessous pour allumer le moteur électrique en tant que générateur.

Et un instant. Le générateur d'un moteur à induction à cage d'écureuil produit très grande tension. Par conséquent, si vous avez besoin d'une tension de 220 V, il est recommandé d'installer un transformateur abaisseur après celui-ci. Vous pouvez également refaire des moteurs électriques monophasés de petite puissance, qui sont utilisés dans appareils ménagers. Bien sûr, ils seront également de faible puissance, mais les utiliser pour allumer une ampoule ou connecter un modem ne sera pas un problème. Soit dit en passant, les artisans débutants commencent leurs activités d'électricien avec de si petits appareils. Leur schéma est simple, les détails sont disponibles, de plus, l'appareil assemblé lui-même est pratiquement sûr.

1. Un générateur d'un moteur asynchrone est un dispositif de danger accru. Et peu importe le type de moteur dont il dispose, qui transmet l'énergie mécanique. Dans tous les cas, vous devez veiller à la sécurité de fonctionnement. Le plus simple est d'isoler correctement l'appareil.
2. Si le générateur asynchrone est utilisé périodiquement comme source d'électricité, il doit être équipé de instruments de mesure. Habituellement, un tachymètre et un voltmètre sont utilisés pour cela.
3. Bien sûr, il devrait y avoir deux boutons dans le schéma de l'unité : « ON » et « OFF ».
4. Une condition préalable est la mise à la terre.
5. Considérez le fait que la puissance d'un générateur asynchrone diffère généralement de 30 à 50% de la puissance du moteur électrique lui-même. Ceci est dû aux pertes lors de la conversion de l'énergie mécanique en énergie électrique.
6. Faire attention à régime de température opération. Comme le moteur combustion interne, le générateur chauffera.

Conclusion sur le sujet

Le générateur de bricolage à partir d'un moteur asynchrone conventionnel n'est pas un problème. Il est important de se conformer à toutes les exigences que nous avons décrites ci-dessus. Une petite imprécision et les choses pourraient mal tourner. Dans tous les cas, il ne sera plus possible d'obtenir un courant avec une tension de 220 volts, et si c'est le cas, l'unité elle-même ne fonctionnera pas pendant longtemps.

L'article décrit comment construire un générateur triphasé (monophasé) 220/380 V basé sur un moteur à courant alternatif asynchrone. Un moteur électrique asynchrone triphasé, inventé à la fin du XIXe siècle par l'ingénieur électricien russe M.O. Dolivo-Dobrovolsky, a maintenant reçu une distribution prédominante dans l'industrie et dans l'agriculture, ainsi que dans la vie quotidienne.

Les moteurs électriques asynchrones sont les plus simples et les plus fiables en fonctionnement. Par conséquent, dans tous les cas où cela est autorisé dans les conditions de l'entraînement électrique et où une compensation de puissance réactive n'est pas nécessaire, des moteurs à courant alternatif asynchrones doivent être utilisés.

Il existe deux principaux types de moteurs asynchrones : avec rotor à cage d'écureuil et avec phase rotor. Un moteur électrique asynchrone à cage d'écureuil est constitué d'une partie fixe - le stator et d'une partie mobile - le rotor, tournant dans des paliers montés dans deux flasques moteur. Les noyaux du stator et du rotor sont constitués de tôles d'acier électrique séparées et isolées les unes des autres. Un enroulement en fil isolé est posé dans les rainures du noyau du stator. Un enroulement de tige est placé dans les rainures du noyau du rotor ou de l'aluminium fondu est coulé. Les anneaux de cavalier court-circuitent l'enroulement du rotor aux extrémités (d'où le nom - court-circuité). Contrairement à un rotor à cage d'écureuil, un enroulement est placé dans les rainures du rotor de phase, réalisé en fonction du type d'enroulement du stator. Les extrémités de l'enroulement sont amenées à des bagues collectrices montées sur l'arbre. Des balais glissent le long des anneaux, reliant le bobinage à un rhéostat de démarrage ou de réglage.

Les moteurs électriques asynchrones à rotor de phase sont des appareils plus coûteux, nécessitent une maintenance qualifiée, sont moins fiables et ne sont donc utilisés que dans les industries où ils ne peuvent pas être supprimés. Pour cette raison, ils ne sont pas très courants et nous ne les examinerons pas davantage.

Un courant circule dans l'enroulement du stator, qui est inclus dans un circuit triphasé, créant un champ magnétique tournant. Les lignes de champ magnétique du champ tournant du stator traversent les tiges d'enroulement du rotor et y induisent une force électromotrice (EMF). Sous l'action de cette FEM, un courant circule dans les tiges du rotor en court-circuit. Autour des tiges, des flux magnétiques apparaissent, créant un champ magnétique commun du rotor qui, interagissant avec le champ magnétique tournant du stator, crée une force qui fait tourner le rotor dans le sens de rotation du champ magnétique du stator.

La vitesse de rotation du rotor est quelque peu inférieure à la vitesse de rotation du champ magnétique créé par l'enroulement du stator. Cet indicateur est caractérisé par un glissement S et se situe pour la plupart des moteurs dans la plage de 2 à 10 %.

Le plus couramment utilisé dans les installations industrielles moteurs électriques asynchrones triphasés, qui sont produits sous forme de séries unifiées. Il s'agit notamment d'une seule série 4A avec une plage de puissance nominale de 0,06 à 400 kW, dont les machines se distinguent par une grande fiabilité, de bonnes performances et répondent au niveau des normes mondiales.

Les générateurs asynchrones autonomes sont des machines triphasées qui convertissent l'énergie mécanique du moteur primaire en énergie électrique alternative. Leur avantage incontestable par rapport aux autres types de générateurs est l'absence de mécanisme collecteur-balai et, par conséquent, une plus grande durabilité et fiabilité.

Fonctionnement d'un moteur électrique asynchrone en mode générateur

Si un moteur asynchrone déconnecté du réseau est mis en rotation à partir de n'importe quel moteur primaire, alors, conformément au principe de réversibilité des machines électriques, lorsque la vitesse synchrone est atteinte, des FEM se forment aux bornes de l'enroulement du stator sous le influence du champ magnétique résiduel. Si maintenant une batterie de condensateurs C est connectée aux bornes de l'enroulement du stator, un courant capacitif de tête circulera dans les enroulements du stator, qui dans ce cas est magnétisant.

La capacité de la batterie C doit dépasser une certaine valeur critique C0, qui dépend des paramètres d'un générateur asynchrone autonome: seulement dans ce cas, le générateur s'auto-excite et un système de tension symétrique triphasé est établi sur les enroulements du stator. La valeur de la tension dépend, en définitive, des caractéristiques de la machine et de la capacité des condensateurs. Ainsi, un moteur asynchrone à cage d'écureuil peut être transformé en générateur asynchrone.

Le schéma standard pour allumer un moteur électrique asynchrone en tant que générateur.

Vous pouvez choisir la capacité de sorte que la tension et la puissance nominales du générateur asynchrone soient égales, respectivement, à la tension et à la puissance lorsqu'il fonctionne comme un moteur électrique.

Le tableau 1 montre les capacités des condensateurs pour l'excitation des générateurs asynchrones (U=380 V, 750….1500 rpm). Ici, la puissance réactive Q est déterminée par la formule :

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

où C est la capacité des condensateurs, uF.

Puissance du générateur, kVA	Ralenti
	capacité, uF	puissance réactive, kvar	cos = 1		cos = 0,8
			capacité, uF	puissance réactive, kvar	capacité, uF	puissance réactive, 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

Comme le montrent les données ci-dessus, la charge inductive sur le générateur asynchrone, qui réduit le facteur de puissance, provoque une forte augmentation de la capacité requise. Pour maintenir la tension constante avec une charge croissante, il est nécessaire d'augmenter la capacité des condensateurs, c'est-à-dire de connecter des condensateurs supplémentaires. Cette circonstance doit être considérée comme un inconvénient du générateur asynchrone.

La fréquence de rotation du générateur asynchrone en mode normal doit dépasser celle asynchrone de la quantité de glissement S = 2 ... 10% et correspondre à la fréquence synchrone. Le non-respect de cette condition entraînera le fait que la fréquence de la tension générée peut différer de la fréquence industrielle de 50 Hz, ce qui entraînera un fonctionnement instable des consommateurs d'électricité dépendant de la fréquence: pompes électriques, machines à laver, appareils avec un entrée du transformateur.

Il est particulièrement dangereux de réduire la fréquence générée, car dans ce cas, la résistance inductive des enroulements des moteurs électriques et des transformateurs diminue, ce qui peut entraîner leur échauffement accru et leur défaillance prématurée.

En tant que générateur asynchrone, un moteur électrique asynchrone à cage d'écureuil conventionnel de la puissance appropriée peut être utilisé sans aucune modification. La puissance du moteur-générateur électrique est déterminée par la puissance des appareils connectés. Les plus énergivores d'entre eux sont :

• transformateurs de soudage domestiques;
• scies électriques, dégauchisseuses électriques, concasseurs à grains (puissance 0,3 ... 3 kW);
• fours électriques de type "Rossiyanka", "Dream" d'une puissance allant jusqu'à 2 kW;
• fers à repasser électriques (puissance 850 ... 1000 W).

Je veux surtout m'attarder sur le fonctionnement des transformateurs de soudage domestiques. Leur connexion à une source d'électricité autonome est très souhaitable, car. lorsqu'ils fonctionnent à partir d'un réseau industriel, ils créent un certain nombre de désagréments pour les autres consommateurs d'électricité.

Si un transformateur de soudage domestique est conçu pour fonctionner avec des électrodes d'un diamètre de 2 ... 3 mm, sa puissance totale est d'environ 4 ... 6 kW, la puissance du générateur asynchrone pour l'alimenter doit être comprise entre 5 .. 7kW. Si un transformateur de soudage domestique permet un fonctionnement avec des électrodes d'un diamètre de 4 mm, alors dans le mode le plus difficile - "coupe" du métal, la puissance totale consommée par celui-ci peut atteindre 10 ... 12 kW, respectivement, la puissance de l'asynchrone le générateur doit être compris entre 11 et 13 kW.

En tant que batterie de condensateurs triphasés, il est bon d'utiliser les compensateurs de puissance dits réactifs, conçus pour améliorer le cosφ dans les réseaux d'éclairage industriels. Leur désignation de type : KM1-0.22-4.5-3U3 ou KM2-0.22-9-3U3, qui se déchiffre comme suit. KM - condensateurs cosinus imprégnés d'huile minérale, le premier chiffre est la taille (1 ou 2), puis la tension (0,22 kV), la puissance (4,5 ou 9 kvar), puis le chiffre 3 ou 2 signifie triphasé ou simple -version phasique, U3 (climat tempéré de troisième catégorie).

En cas d'auto-fabrication de la batterie, vous devez utiliser des condensateurs tels que MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4, etc. pour une tension de fonctionnement d'au moins 600 V. Les condensateurs électrolytiques ne peuvent pas être utilisés.

L'option ci-dessus pour connecter un moteur électrique triphasé en tant que générateur peut être considérée comme classique, mais pas la seule. Il existe d'autres méthodes qui fonctionnent tout aussi bien dans la pratique. Par exemple, lorsqu'une batterie de condensateurs est connectée à un ou deux enroulements d'un moteur-générateur électrique.

Mode diphasé du générateur asynchrone.

Fig.2 Mode diphasé d'un générateur asynchrone.

Un tel schéma doit être utilisé lorsqu'il n'est pas nécessaire d'obtenir une tension triphasée. Cette option de commutation réduit la capacité de travail des condensateurs, réduit la charge sur le moteur mécanique primaire en mode ralenti, etc. permet d'économiser du "précieux" carburant.

En tant que générateurs de faible puissance produisant une tension alternative monophasée de 220 V, vous pouvez utiliser des moteurs électriques asynchrones monophasés à cage d'écureuil à usage domestique: des machines à laver telles que Oka, Volga, des pompes d'arrosage Agidel, BCN, etc. Ils ont une batterie de condensateurs connectée en parallèle avec l'enroulement de travail ou utilisent un condensateur de déphasage existant connecté à l'enroulement de démarrage. La capacité de ce condensateur peut devoir être légèrement augmentée. Sa valeur sera déterminée par la nature de la charge connectée au générateur : une charge active (fours électriques, ampoules, fers à souder électriques) nécessite une petite capacité, une inductive (moteurs électriques, téléviseurs, réfrigérateurs) - plus.

Fig.3 Générateur de faible puissance à partir d'un moteur asynchrone monophasé.

Maintenant, quelques mots sur le moteur principal, qui entraînera le générateur. Comme vous le savez, toute transformation d'énergie est associée à ses pertes inévitables. Leur valeur est déterminée par l'efficacité de l'appareil. Par conséquent, la puissance d'un moteur mécanique doit dépasser la puissance d'un générateur asynchrone de 50 ... 100%. Par exemple, avec une puissance de générateur asynchrone de 5 kW, la puissance d'un moteur mécanique doit être de 7,5 ... 10 kW. À l'aide du mécanisme de transmission, la vitesse du moteur mécanique et du générateur est coordonnée de sorte que le mode de fonctionnement du générateur soit réglé sur la vitesse moyenne du moteur mécanique. Si nécessaire, vous pouvez brièvement augmenter la puissance du générateur en augmentant la vitesse du moteur mécanique.

Chaque centrale électrique autonome doit contenir le minimum d'accessoires nécessaires : un voltmètre AC (avec une échelle allant jusqu'à 500 V), un fréquencemètre (de préférence) et trois interrupteurs. Un interrupteur connecte la charge au générateur, les deux autres commutent le circuit d'excitation. La présence d'interrupteurs dans le circuit d'excitation facilite le démarrage d'un moteur mécanique, et vous permet également de réduire rapidement la température des enroulements du générateur, après la fin du travail, le rotor d'un générateur non excité est mis en rotation à partir d'un moteur mécanique pendant quelques temps. Cette procédure prolonge la durée de vie active des enroulements du générateur.

Si le groupe électrogène est censé alimenter un équipement normalement connecté au secteur (par exemple, éclairage dans un bâtiment résidentiel, appareils électroménagers), il est alors nécessaire de prévoir un interrupteur biphasé qui déconnectera cet équipement du réseau industriel pendant le fonctionnement du générateur. Les deux fils doivent être déconnectés : "phase" et "zéro".

Enfin, quelques conseils généraux.

1. L'alternateur est un appareil dangereux. N'utilisez 380V qu'en cas d'absolue nécessité, sinon utilisez 220V.

2. Selon les exigences de sécurité, le générateur doit être équipé d'une mise à la terre.

3. Faites attention au régime thermique du générateur. Il "n'aime pas" la marche au ralenti. Il est possible de réduire la charge thermique en sélectionnant plus soigneusement la capacité des condensateurs d'excitation.

4. Ne vous méprenez pas sur la puissance du courant électrique généré par le générateur. Si une phase est utilisée pendant le fonctionnement d'un générateur triphasé, sa puissance sera alors de 1/3 de la puissance totale du générateur, si deux phases - 2/3 de la puissance totale du générateur.

5. La fréquence du courant alternatif généré par le générateur peut être contrôlée indirectement par la tension de sortie, qui en mode "inactif" doit être supérieure de 4 ... 6% à la valeur industrielle de 220/380 V.