Как из электродвигателя сделать генератор: Самодельный генератор на 220V из асинхронного двигателя и мотоблока: фото и описание

Как сделать электрогенератор из электродвигателя, разбираем подробно этапы

Ответ на вопрос, как сделать самостоятельно электрогенератор из электродвигателя, основывается на знании устройства этих механизмов. Основная задача заключается в преобразовании двигателя в машину, выполняющую функции генератора. При этом следует продумать способ, как весь этот узел будет приводиться в движение.

Где используется генератор

Оборудование данного вида находит применение в совершенно разных областях. Это может быть промышленный объект, частное или загородное жилье, стройплощадка, причем любых масштабов, гражданские здания разного целевого использования.

Одним словом, совокупность таких узлов, как электрогенератор любого типа и электродвигатель, позволяют реализовать следующие задачи:

• Резервное электроснабжение;
• Автономная подача электроэнергии на постоянной основе.

В первом случае речь идет о страховочном варианте на случай возникновения опасных ситуаций, таких, как перегрузка сети, аварии, отключения и прочее. Во втором случае электрогенератор разнотипный и электродвигатель позволяют получить электричество в местности, где отсутствует централизованная сеть. Наряду с этими факторами присутствует еще одна причина, по которой рекомендуется использование автономного источника электроэнергии – это необходимость подачи стабильного напряжения на вход потребителя. Подобные меры нередко принимаются, когда необходимо ввести в работу оборудование с особо чувствительной автоматикой.

Особенности устройства и существующие виды

Чтобы определиться с тем, какой электрогенератор и электродвигатель выбрать для реализации поставленных задач, следует представлять себе, в чем заключается разница между существующими видами автономного источника энергоснабжения.

Бензиновые, газовые и дизельные модели

Основное отличие – тип топлива. С этой позиции различают:

1. Бензиновый генератор.
2. Дизельный механизм.
3. Устройство на газу.

В первом случае электрогенератор и содержащийся в конструкции электродвигатель по большей части используется для обеспечения электроэнергией на короткие сроки, что обусловлено экономической стороной вопроса ввиду высокой стоимости бензина.

Преимущество дизельного механизма заключается в том, что на его обслуживание и эксплуатацию потребуется значительно меньшее количество топлива. Дополнительно дизельный электрогенератор автономного типа и электродвигатель в нем будут работать длительный период времени без отключений благодаря большим ресурсам двигателя.

Устройство на газу является отличным вариантом на случай организации постоянного источника электроэнергии, так как топливо в данном случае всегда под рукой: подключение к газовой магистрали, использование баллонов. Поэтому стоимость эксплуатации такого агрегата будет ниже ввиду доступности топлива.

Основные конструктивные узлы такой машины тоже отличаются по исполнению. Двигатели бывают:

1. Двухтактные;
2. Четырехтактные.

Первый вариант устанавливается на устройства меньшей мощности и габаритов, тогда как второй – используется на более функциональных аппаратах. В генераторе имеется узел – альтернатор, другое его название «генератор в генераторе».

Существует два его исполнения: синхронный и асинхронный.

По роду тока различают:

• Однофазный электрогенератор и, соответственно, электродвигатель в нем;
• Трехфазное исполнение.

Последний из названных вариантов рекомендуется приобретать в случае, когда пользователь планирует подключать к нему трехфазные потребители. Их преимущество заключается в возможности питать также и однофазную технику.

Чтобы понять, как сделать электрогенератор из асинхронного электродвигателя, важно понимать принцип действия этого оборудования. Так, основа функционирования заключается в преобразовании разных видов энергий. В первую очередь происходит переход кинетической энергии расширения газов, возникающих при сгорании топлива, в механическую. Это происходит с непосредственным участием кривошипно-шатунного механизма при вращении вала двигателя.

Преобразование механической энергии в электрическую составляющую происходит посредством вращения ротора альтернатора, в результате чего образуется электромагнитное поле и ЭДС. На выходе после стабилизации выходное напряжение попадает к потребителю.

Делаем источник электроэнергии без узла привода

Наиболее распространенным способом для реализации такой задачи является попытка организовать энергоснабжение посредством асинхронного генератора. Особенностью данного метода является приложение минимума усилий в плане монтажа дополнительных узлов для корректной работы такого устройства. Это обусловлено тем, что данный механизм функционирует по принципу асинхронного двигателя и продуцирует электроэнергию.

При этом ротор вращается с намного большей скоростью, чем смог бы выдавать синхронный аналог. Сделать электрогенератор из асинхронного электродвигателя своими руками вполне можно, не используя при этом дополнительных узлов или особых настроек.

В результате принципиальная схема устройства останется практически нетронутой, но появится возможность обеспечить электроэнергией небольшой объект: частный или загородный дом, квартиру. Применение таких устройств довольно обширно:

• В качестве двигателя для ветровых электрогенераторов;
• В виде небольших ГЭС.

Чтобы организовать действительно автономный источник энергоснабжения, электрогенератор без приводящего в работу двигателя должен функционировать на самовозбуждении. А это реализуется посредством подключения конденсаторов в последовательном порядке.

Другая возможность выполнить задуманное – использовать двигатель Стирлинга. Его особенностью является преобразование тепловой энергии в механическую работу. Другое название такого узла – двигатель внешнего сгорания, а если говорить точнее, исходя из принципа работы, то, скорее, двигатель внешнего нагрева.

Это обусловлено тем, что для эффективного функционирования устройства требуется значительный перепад температур. В результате роста этой величины повышается и мощность. Электрогенератор на двигателе внешнего нагрева Стирлинга может работать от любого источника тепла.

Последовательность действий при самостоятельном изготовлении

Чтобы превратить двигатель в автономный источник электроснабжения, следует несколько изменить схему, подключив конденсаторы к обмотке статора:

Схема включения асинхронного двигателя

При этом будет протекать опережающий емкостной ток (намагничивающий). В результате образуется процесс самовозбуждения узла, а величина ЭДС соответственно изменяется. На этот параметр в большей мере влияет емкость подключенных конденсаторов, но нельзя забывать и о параметрах самого генератора.

Чтобы устройство не грелось, что обычно является прямым следствием неправильно подобранных параметров конденсаторов, нужно руководствоваться специальными таблицами при их выборе:

Эффективность и целесообразность

Прежде, чем решать вопрос, где купить автономный электрогенератор без двигателя, нужно определить, действительно ли хватит мощности такого устройства для обеспечения потребностей пользователя. Чаще всего самодельные аппараты этого рода обслуживают маломощных потребителей. Если решено сделать своими руками электрогенератор автономный без двигателя, купить необходимые элементы можно в любом сервисном центре или магазине.

Но преимуществом их является сравнительно небольшая себестоимость, учитывая, что достаточно лишь немного изменить схему, подключив несколько конденсаторов подходящей емкости. Таким образом, при наличии некоторых знаний можно соорудить компактный и маломощный генератор, который будет обеспечивать достаточным количеством электроэнергии для питания потребителей.

Генератор из асинхронного двигателя своими руками

Виды и описание асинхронного двигателя

Существует два вида моторов:

1. Короткозамкнутый ротор. Он включает в себя статор (недвижимый элемент) и ротор (вращающийся элемент), движущийся за счет работы подшипников, прикрепленных к двум щиткам мотора. Сердечники изготовлены из стали, а также они изолированы друг от друга. По пазам статорного сердечника расположен изолированный провод, а по пазам роторного устанавливается стержневая обмотка либо льется растопленный алюминий. Специальные кольца-перемычки играют роль замыкающего элемента роторной обмотки. Самостоятельные разработки преобразовывают механические движения мотора и создают электроэнергию переменного напряжения. Их преимущество – нет в наличии коллекторно-щелочного механизма, что делает их более надежными и долговечными.
2. Фазный ротор – дорогой прибор, требующий специализированного сервиса. Состав такой же, как и у ротора с коротким замыканием. Единственное исключение роторная и статорная обмотка сердечника выполнена из заизолированного провода, а ее концы подсоединяют к кольцам, прикрепленным к валу. По ним проходят специальные щетки, которые объединяют провода с регулировочным либо пусковым реостатом. Из-за низкого уровня надежности его используют лишь для тех отраслей производства, для которых он предназначен.

Преимущества и недостатки генератора

К положительным качествам разработки принадлежат:

1. Простая и быстрая сборка с возможностью избежать разборки электродвигателя и перемотки обмотки.
2. Способность осуществлять вращение электротока с помощью ветряной либо гидротурбины.
3. Применение устройства в системах мотор-генератор, чтобы преобразовать однофазную сеть (220В) на трехфазную (380 В).
4. Способность использовать разработку в местах отсутствия электричества, применяя для раскрутки двигатель внутреннего сгорания.

Минусы:

1. Проблематичность расчета емкости конденсата, который присоединяется к обмоткам.
2. Сложно достичь максимальной отметки мощности, на которую способна самостоятельная разработка.

Самодельный генератор из асинхронного двигателя

Принцип работы

Генератор вырабатывает электрическую энергию при условии, что количество оборотов ротора несколько выше синхронной скорости. Самый простой тип вырабатывает порядка 1800 об/мин., учитывая, что уровень его синхронной скорости становится 1500 оборотов.

Его принцип действия основывается на переработке механической энергии в электроэнергию. Заставить ротор вращаться, и производить электричество можно с помощью сильного крутящегося момента. В идеальном варианте – постоянный холостой ход, который способен поддерживать одинаковую скорость движения.

Все виды моторов, работающие от силы непостоянного тока, называются асинхронными. У них магнитное поле статора кружится скорее, чем поле ротора, соответственно направляя его в сторону своего движения. Чтобы изменить электромотор на функционирующий генератор понадобится повысить скорость передвижения ротора, чтобы он не следовал за магнитным полем статора, а начал двигаться в другую сторону.

Получить подобный результат можно, подключив прибор к электросети, конденсатор с большой емкостью или целую группу конденсаторов. Они заряжаются и скапливают энергию от магнитных полей. Фаза конденсатора имеет заряд, который противоположен источнику тока мотора, из-за чего происходит замедление работы ротора, и начинается выработка тока статорной обмоткой.

Принцип работы устройства

Принцип работы самодельных генераторов переменного тока на 220 В ничем не отличается от устройств, которые применяются в промышленных целях. И те и другие перерабатывают кинетическую энергию в электрическую.

В конструкциях, изготовленных своими руками, сила ветра крутит ветряк, который закреплён на роторе. Таким образом, кинетическая энергия передаётся генератору. Он и производит электроэнергию. В качестве генератора зачастую используется переделанный асинхронный двигатель.

Вырабатываемая генератором электроэнергия передаётся в аккумуляторы. Последние должны оснащаться модулем контроля заряда. Из аккумуляторов электроэнергия поступает в инвертор постоянного напряжения. Таким образом, можно создать переменное напряжение. Оно будет подходить для использования в бытовых целях, то есть с параметрами 220 В и 50 Гц.

Чтобы преобразовать переменное напряжение в постоянное, необходимо установить специальный контроллер. Именно благодаря ему аккумуляторы заряжаются. Иногда инверторы могут выполнять функцию источника бесперебойного питания. То есть в случае отсутствия централизованного электричества или перебоев в его работе асинхронный генератор переменного тока можно использовать для бытовых целей, питания различных приборов, работающих на 220 В.

Вам это будет интересно Как работает схема триггера на транзисторах

Схема генератора

Схема очень простая и не нуждается в наличии специальных знаний и умений. Если запустить разработку не подключая ее к сети, начнется вращение и, после выхода на синхронную частоту, статорная обмотка станет образовывать электрическую энергию.

Прикрепив к ее зажимам специальную батарею из нескольких конденсаторов (С) можно получить опережающий емкостный ток, который будет создавать намагничивание. Емкость конденсаторов должна быть выше критического обозначения С0, которое зависит от габаритов и характеристик генератора.

В данной ситуации происходит процесс самостоятельного запуска, а на статорной обмотке монтируется система с симметричным трехфазным напряжением. Показатель создаваемого тока напрямую зависит от емкости для конденсаторов, а также характеристики машины.

Простейшая схема включения асинхронного двигателя

Делаем своими руками

Чтобы преобразовать электромотор в работоспособный генератор понадобиться применять неполярные конденсаторные батареи, поэтому электролитические конденсаторы лучше не использовать.

В трехфазном моторе подключить конденсатор можно по таким схемам:

• «Звезда» – дает возможность провести генерацию при меньшем количестве оборотов, но с более низким выходным напряжением;
• «Треугольник» – вступает в работу при большом количестве оборотов, соответственно вырабатывает больше напряжения.

Можно создать собственное устройство из однофазного мотора, но при условии, что он оборудован ротором с коротким замыканием. Чтобы запустить разработку следует воспользоваться фазосдвигающим конденсатором. Однофазный мотор коллекторного типа для переделки не подходит.

Внешний вид простейшего ветрогенератора с применением асинхронного двигателя

Законы, позволяющие использовать асинхронный электродвигатель как генератор

В генераторе напряжение, обычно подаваемое с аккумулятора, возбуждает в обмотке якоря магнитное поле, вращение же обеспечивается любым физическим устройством. В электродвигателе возможность подачи напряжения на обмотку якоря не предусмотрена. Чтобы он не поглощал, а вырабатывал электроэнергию, магнитное поле необходимо создать искусственно.

В асинхронном двигателе вращающееся магнитное поле ротора «отстает» от поля статора, обеспечивая процесс перехода электроэнергии в механическую энергию. Следовательно, чтобы запустить обратный процесс, нужно сделать так, чтобы поле статора вращалось медленнее поля ротора, либо чтобы оно вращалось в противоположную сторону.

Способы переделки электродвигателя в генератор

Есть два способа «регулировки» магнитного поля статора.

Торможение реактивной нагрузкой

Сделать это можно с помощью мощной конденсаторной батареи. Включите ее в цепь питания двигателя, который работает в обычном режиме. Заряд, накопленный в батарее, будет в противофазе с зарядом, создаваемым питающим напряжением, что приведет к замедлению последнего. После этого двигатель вместо поглощения тока начинает генерировать его, отдавая в сеть.

Любой транспорт на электротяге работает именно благодаря этому эффекту – при «самостоятельном» движении под уклон механическая энергия не требуется, и конденсаторная батарея автоматически подключается к цепи питания. Вырабатываемая энергия подается в сеть, чтобы затем опять преобразоваться в механическую.

Самовозбуждение электродвигателя

Остаточное магнитное поле ротора может произвести ЭДС, достаточное для зарядки конденсатора. Вследствие этого возникает эффект самовозбуждения, что делает возможным переход двигателя в режим генерации электроэнергии. Непрерывность этого процесса обеспечивает конденсаторная батарея, подпитывающаяся от произведенного тока.

Этот способ является более действенным, и именно он подходит, если вы хотите применить асинхронный электродвигатель как генератор.

Что нужно знать, чтобы электродвигатель работал как генератор

При переделке двигателя в генератор следует учитывать следующие технические детали:

• Не пытайтесь использовать электролитические конденсаторы – они не пригодны для подключения в цепь. Вам нужны неполярные конденсаторные батареи.
• В трехфазных машинах конденсаторы могут включаться по схеме «треугольник» или «звезда». В первом случае величина напряжения на выходе выше, а во втором генерация начинается на меньших оборотах ротора. Выбирайте оптимальный для достижения вашей цели вариант.
• Однофазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором тоже могут генерировать электроэнергию. Запуск осуществляется с помощью фазосдвигающего конденсатора.

Поскольку определить необходимую величину емкости конденсаторной батареи невозможно, остается подбирать ее по весу – он должен быть равен весу двигателя или слегка превышать его.

Насколько эффективно использование электродвигателя в качестве генератора

У использования электродвигателя как генератора есть свои «плюсы»:

• Агрегат достаточно прост в обслуживании и экономичен, поскольку конденсатор получает энергию от остаточного поля ротора и от вырабатываемого тока.
• Практически отсутствуют «побочные» траты энергии на магнитные поля или бесполезный нагрев.

И «минусы»:

• Преобразованный в генератор двигатель чувствителен к перепадам нагрузки.
• Частота вырабатываемого тока часто нестабильна.
• Такой генератор не может обеспечить промышленную частоту тока.

Если в вашем случае преимущества перевешивают недостатки, то применение асинхронного генератора целесообразно.

Пошаговое руководство

1. Поскольку понадобится перенастроить генератор таки образом, чтобы скорость вращений превышала обороты мотора, первоначально необходимо подсоединить двигатель к электросети и завести. Затем с помощью тахометра определить скорость его вращений.
2. Узнав скорость, следует к полученному обозначению прибавить еще 10%. Например, технический показатель мотора 1000 об/мин, то у генератора должно быть порядка 1100 об/мин (1000*0,1%=100, 1000+100=1100 об/мин).
3. Следует подобрать емкость под конденсаторы. Чтобы определиться с размерами используйте данные таблицы.

Таблица конденсаторных емкостей

Мощность генератора КВ А	Холостой ход		Полная нагрузка
	ЕмкостьМкф	Реактивная мощность Квар	COS=1		COS=0. 8
			Емкость Мкф	Реактивная мощность Квар	Емкость Мкф	Реактивная мощность Квар
2,0	28	1,27	36	1,63	60	2,72
3,5	45	2,04	56	2,54	100	4,53
5,0	60	2,72	75	3,4	138	6,25
7,0	74	3,36	98	4,44	182	8,25
10,0	92	4,18	130	5,9	245	11,1
15,0	120	5,44	172	7,8	342	15,5

Важно! Если емкость будет большой, то генератор начнет нагреваться.

Подберите соответствующие конденсаторы, которые смогут обеспечить требуемую скорость вращений. Будьте осторожны при установке.

Важно! Все конденсаторы должны быть заизолированы специальным покрытием.

Устройство готово и может использоваться в качестве источника электроэнергии.

Важно! Прибор с короткозамкнутым ротором создает высокое напряжение, поэтому если необходим показатель в 220В, следует дополнительно установить понижающий трансформатор.

Виды генераторов на базе двигателей

Покупка штатного готового эл генератора – удовольствие отнюдь не из дешевых и вряд ли по карману практическому большинству наших сограждан. Прекрасной альтернативой может послужить самодельный генератор, его можно собрать при достаточных познаниях в области электротехники и слесарного дела. Собранное устройство может успешно использоваться в качестве:

1. Электрогенератора с самозапиткой. Пользователь может своими руками получить устройство для выработки электроэнергии с длительным периодом действия вследствие самостоятельной подпитки,
2. Ветрогенератора. В качестве движителя, необходимого для пуска двигателя, используется ветряк, который вращается под воздействием ветра,
3. Генератора на неодимовых магнитах,
4. Трехфазного бензогенератора,
5. Однофазного маломощного генератора на двигателях электроприборов и т. д.

Переделка своими руками стандартного мотора в действующее генерирующее устройство – занятие увлекательное и очевидно экономящее бюджет. Таким образом можно переделать обычный ветряк, соединив его с двигателем для автономной выработки энергии.

Генератор на магнитах

Магнитный генератор имеет несколько отличий. Например, он не нуждается в установке конденсаторных батарей. Магнитное поле, которое будет создавать электричество в обмотке статора, создается за счет ниодимовых магнитов.

Особенности создания генератора:

1. Необходимо открутить обе крышки двигателя.
2. Понадобится устранить ротор.
3. Ротор необходимо проточить, сняв верхний слой нужной толщины (толщина магнита + 2мм). Самостоятельно выполнить данную процедуру без токарного оборудования крайне сложно, поэтому следует обратиться в токарный сервис.
4. Сделайте шаблон для круглых магнитиков на листе бумаги, исходя из параметров диаметр 10-20 мм, толщина около 10 мм, а присягающая сила порядка 5-9 кг на см2. Подбирать размер следует в зависимости от габаритов ротора. Затем прикрепите созданный шаблон на ротор и разместите магнитики полюсами и под углом 15-200 к оси ротора. Ориентировочное количество магнитов в одной полоске около 8 штук.
5. У вас должно выйти 4 группы полос, каждая по 5 полосок. Между группами должно сохраняться расстояние величиной в 2 диаметра магнита, а между полосками в группе – 0,5-1 диаметр магнита. Благодаря данному расположению ротор не будет залипать к статору.
6. Установив все магниты, следует залить ротор специальной эпоксидной смолой. Как только она высохнет, покройте цилиндрический элемент стекловолокном и снова пропитайте смолой. Такое крепление позволит избежать вылету магнитов в момент движения. Следите, чтобы диаметр у ротора был таким же, как до проточки, чтобы при установке он не терся об статорную обмотку.
7. Просушив ротор, его можно установить на место и прикрутить обе крышки двигателя.
8. Провести испытания. Для запуска генератора понадобится поворачивать ротор с помощью электродрели, а на выходе вымерять полученный ток тахометром.

Характеристики ветрогенератора

Сначала необходимо определиться с желаемым итоговым результатом. Характеристики электродвигателя, выполняющего роль генератора, могут быть разными, и от этого зависит, сколько электроэнергии устройство будет вырабатывать за единицу времени.

Для производства среднего количества энергии генератор должен иметь приблизительно такие характеристики:

1. Минимальная мощность установки — 1.3 кВт.
2. Желательны неодимовые магниты в конструкции. Их функция заключается в обеспечении электромагнитной движущейся силы. Для этого может применяться и стальная гильза, которая устанавливается на ротор.
3. Расположение магнитов на роторе должно соответствовать схеме. Это значит, что их полюсы должны быть развёрнуты в правильную сторону.
4. Предварительно вал ротора нужно проточить и подогнать размеры под диаметр магнитов.
5. При установке магнитов не всегда требуется переделывать обмотку. Если она состоит из проводов с большим сечением — ничего страшного, это только увеличит мощность. Самым лучшим вариантом обмотки будет устройство, имеющее шесть полюсов, провод с сечением не более 1.2 мм и максимум 24 витка на катушке.

Вам это будет интересно Принцип действия и устройство магнитоуправляемого геркона

Переделывать или нет

Чтобы определить, эффективна ли работа самостоятельно сделанного генератора, следует просчитать, насколько оправданы усилия по преобразованию устройства.

Нельзя сказать, что устройство очень простое. Двигатель асинхронного двигателя не уступает по сложности синхронному генератору. Единственное отличие отсутствие электрической цепи для возбуждения работы, но она заменяется батареей конденсаторов, что ничем не упрощает устройство.

Преимущество конденсаторов в том, что они не требуют дополнительного обслуживания, а энергию получают от магнитного поля ротора или производимого электрического тока. Из этого можно сказать, что единственный плюс от этой разработки – отсутствие необходимости в обслуживании.

Еще одно положительное качество – эффект клирфактора. Он заключается в отсутствии высших гармоник в генерируемом токе, то есть чем ниже его показатель, тем меньше расходуется энергии на обогрев, магнитное поле и иные моменты. У трехфазного электромотора этот показатель составляет около 2%, в то время когда у синхронных машин он минимум 15%. К сожалению, учет показателя в быту, когда в сеть включены разнотипные электроприборы, нереален.

Другие показатели и свойства разработки отрицательные. Он не способен обеспечивать номинальную промышленную частоту производимого напряжения. Поэтому устройства применяют вместе с выпрямительными машинами, а также для зарядки аккумулятора.

Генератор чувствителен к малейшим перепадам электричества. В промышленных разработках для возбуждения применяется аккумулятор, а в самодельном варианте часть энергии уходит на батарею конденсаторов. В случае, когда нагрузка на генератор выше номинала, ему не достаточно электричества для подзарядки, и он останавливается. В некоторых случаях применяют емкостные батареи, которые меняют свой динамический объем в зависимости от нагрузки.

Просчитать, учесть и компенсировать изменения тока, которые происходят случайно, к сожалению, нереально, поэтому устройству характерна нестабильная работа.

Как функционирует генератор

Принцип работы асинхронных генераторов изучался еще в средней школе. При вращении ротора на нем наводится ЭДС создающая вращающееся магнитное поле. Это вращающееся магнитное поле вырабатывает в катушке статора электромагнитную индукцию, которая и снимается с генератора.

Важнейшим недостатком таких генераторов является невозможность регулировки получаемого в результате генерации напряжения.

Поэтому чаще всего такое напряжение подается на полупроводниковый выпрямительный мост и превращается в постоянное. Удобное для дальнейшего применения.

Блиц-советы

1. Устройство очень опасно, поэтому не рекомендуется использовать напряжение в 380 В, разве что при крайней необходимости.
2. Согласно с мерами предосторожности и техникой безопасности необходимо дополнительно установить заземление.
3. Следите за тепловым режимом разработки. Ему не присуще работать при холостом ходу. Чтобы уменьшить тепловое воздействие следует хорошо подобрать конденсаторную емкость.
4. Правильно просчитайте мощность производимого электрического напряжения. Например, когда в трехфазном генераторе функционирует лишь одна фаза, значит, мощь составляет 1/3 от общей, а если работает две фазы соответственно 2/3.
5. Есть возможность косвенным образом контролировать частоту непостоянного тока. Когда прибор работает вхолостую выходящее напряжение начинает увеличиваться, и превышает показатели промышленного (220/380В) на 4-6%.
6. Лучше всего изолировать разработку.
7. Следует оснастить самодельное изобретение тахометром и вольтметром, чтобы фиксировать его работу.
8. Желательно предусмотреть специальные кнопки для включения и выключения механизма.
9. Уровень КПД будет понижаться на 30-50%, данное явление неизбежно.

Как построить генератор с помощью электродвигателя за несколько шагов

Джеймс Перес 30 ноября 2020 г. 30 октября 2021 г.

Сегодня мы поговорим о том, как построить генератор с помощью электродвигателя. Прежде всего, вам понадобится один постоянный электродвигатель с магнитом, чтобы сделать генератор. После этого вы должны применить внешний источник питания для вращения.

Затем проверните стабильный электродвигатель, чтобы сделать генератор. Обычно после включения электродвигателя он превращается в генератор. Однако вы найдете некоторые различия между постоянным электродвигателем (магнитом) и одним генератором.

Что является источником электричества?

Во-первых, электричество получается из электроэнергии. Если кто-то хочет запустить электрические вещи, вы должны снабдить плагин постоянным электропитанием. Итак, теперь можно задать вопрос, откуда люди будут брать энергию. Кроме того, вы можете спросить, как можно получить силу.

В основном, многие основные законы физики могут легко объяснить, как создается энергия. Дело в том, что люди не могут создать больше энергии, чем они уже имеют. Также люди не могут уничтожать энергию. Мы можем преобразовать энергию из формы в другую форму. Узнайте больше в нашей другой справочной статье, сколько может работать генератор мощностью 7500 Вт.

Шаг 1

Вы должны сделать половину 6 футов и 2 дюймов фанеры или дерева на первом этапе. Таким образом, одна часть будет около 3 футов.

Шаг 2

Теперь закрепите вырезанные две детали и сделайте рамку. Затем закрепите раму шурупами. Выполнив эти простые шаги, вы получите одну прочную платформу для установки постоянного электродвигателя (магнита). Также вы сможете сделать свою маленькую бензиновую машинку.

Шаг 3

После изготовления бензинового двигателя вы должны держаться на фанерной платформе. Теперь просверлите отверстия, чтобы использовать гайки для фиксации вещей. Это закрепит ваш бензиновый двигатель на платформе.

Одна важная вещь: вы должны установить двигатель параллельно с постоянным электродвигателем.

Шаг 4

Теперь пришло время прикрепить первые шкивы для привода бензинового двигателя. Тем не менее, вы должны сделать это во время монтажа платформы. После этого возьмите еще один шкив для валопровода постоянного электродвигателя.

Тем не менее, вам придется взять одну отвертку или шестигранный ключ, чтобы установить шкивы в определенном месте.

Шаг 5

На этом шаге вы должны настроить электродвигатель. Вот почему вы должны закрепить шкивы ремнем. Теперь попробуйте вытащить свой мотор из вашего бензинового двигателя. Но вы должны держать шкивы на одной линии.

После установки всех вещей один раз отметьте места для отверстий. Воспользуйтесь помощью дрели, чтобы просверлить отверстие и закрепить электродвигатель на платформе.

Шаг 6

Перед установкой электродвигателя необходимо сделать отверстия. В этом случае можно использовать электролобзик. Это может помочь сохранить все отверстия в идеальных слотах.

Обычно места фиксируют правильное положение электродвигателя. Таким образом, вы будете поддерживать безопасное расстояние, чтобы удержать бензиновый двигатель.

Шаг 7

Последний шаг — отделить все провода, особенно те, что идут от электродвигателя. Теперь запустите газовый двигатель и дайте ему покрутиться, чтобы запустить двигатель. Здесь вы должны быть в курсе. Никогда не прикасайтесь к проводам, когда они подключены к электричеству постоянного тока.

Советы

Теперь мы дадим вам несколько советов. Если вы ищете самодельный генератор, то не покупайте сильно корродированное устройство.

Вместо этого можно использовать старые детали велосипеда, чтобы связать генератор. Еще один совет заключается в том, что вы всегда должны носить защитные очки, чтобы избежать опасности для глаз.

Окончательный вердикт

В конце содержания мы надеемся, что у вас есть четкое представление о том, как построить генератор с использованием электродвигателя. Но вы можете проверить совет одного профессионального электрика, прежде чем приступить к работе.

Кроме того, вы должны очень тщательно выбирать инструменты, чтобы безопасно завершить работу. Надеемся, что все приведенные выше советы будут вам очень полезны при изготовлении генератора.

Использование коллекторного двигателя постоянного тока в качестве генератора

Инженеров-конструкторов может удивить, что оба коллекторных Двигатели постоянного тока и бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC) могут работать как генераторы.

Коллекторный двигатель постоянного тока подходит для генераторные приложения, требующие выходного напряжения постоянного тока, в то время как бесщеточный двигатель постоянного тока подходит для переменного напряжения Приложения. При использовании BLDC для вывода напряжения постоянного тока Нужна схема выпрямления напряжения. Если использовать щетку Двигатель постоянного тока для выхода переменного тока, необходима электроника постоянного тока в переменный ток.

В этой статье рассматриваются основные отношения между скоростью, напряжение, крутящий момент и ток при использовании коллекторного постоянного тока двигатель как генератор.

ВВЕДЕНИЕ

Поскольку ротор двигателя вращается в магнитном поле, электродвигатель сила индуцирует напряжение на обмотках ротора, называемое «обратная ЭДС». Константа противо-ЭДС (K

E ), указанная в мВ/ об/мин — это значение, указанное в спецификации двигателя. Значение обратной ЭДС (U _i ) прямо пропорционально угловому скорость (ω) вращения вала двигателя и определяется как:

При работе двигателя в качестве генератора вал механически связаны и вращаются внешним источником, заставляя сегменты катушки в роторе вращаться через синусоидально изменяющийся магнитный поток в воздушном зазоре. Каждый ход обмотки ротора индуцируется синусоидальным напряжением, со скоростью вращения и магнитной потокосцеплением определение величины напряжения. Например, если ротор катушка состоит из одного витка, ЭДС индукции синусоидальная с периодом, равным одному электрическому циклу.

По своей конструкции щеточный ротор постоянного тока намотан в нечетной количество сегментов (3,5,7, … и т. д.) и питание к катушкам через пару щеток. Когда вал вращается в режиме генерации, генерируемая противо-ЭДС напряжение измеряется на выходных клеммах. На основе свойства конструкции двигателя (в том числе количество сегментов катушки), пульсации напряжения обычно присутствует и обычно составляет менее 5% выходное напряжение.

Поскольку выходное напряжение зависит от частоты вращения вала, постоянная противо-ЭДС (K _E ) следует выбрать, чтобы удовлетворить уравнение 1 при выборе двигателя для использования в качестве генератора. Без учета нагрузки постоянная противоЭДС обмотка должна быть больше . Если достижимый вал скорость не достигает достаточной противо-ЭДС, подходящая передача уменьшение может быть добавлено, чтобы увеличить скорость на двигателе вала, учитывая, что максимально допустимая скорость двигателя параметры не превышены.

НАПРЯЖЕНИЕ НА КЛЕММАХ, МАКСИМАЛЬНЫЙ ТОК И НАГРУЗКА СОПРОТИВЛЕНИЕ

На рис. 1 показано, что напряжение, генерируемое на терминал (У _i ) двигателя прямо пропорциональна угловая скорость ротора при нагрузке (R _{Нагрузка} ) не подключен через клеммы. В этом состоянии ток через двигатель равен нулю. Когда нагрузка подключена через клемма двигателя, ток течет, а напряжение уменьшается в зависимости от полного сопротивления нагрузки. Напряжение на клеммах (UT) при подключении нагрузки и протекании тока (I _Load ) через цепь задается как:

Для фиксированной угловой скорости вала двигателя, так как нагрузка ток увеличивается, напряжение на клеммах уменьшается (уравнение 3). Когда обратная ЭДС равна резистивному падению напряжения на клеммы, напряжение на клеммах становится равным нулю.

На рис. 2 показана зависимость тока нагрузки от напряжения на клеммах. график идеального коллекторного двигателя постоянного тока для генератора. Когда клеммы двигателя не подключены, U _T равно U _i , и ток не течет по обмоткам ротора. Когда клеммы закорочены, максимальное количество ток протекал бы по цепи и U _T становится нулем.

Максимальный ток через цепь можно рассчитать как:

Когда все остальные параметры постоянны, если угловой скорость на валу двигателя увеличивается, график рис. 2 смещается вправо с тем же наклоном, увеличивая как U _{, так и} а я _Макс . В уравнении 5, собственное сопротивление двигателя обмотки (R _Rotor ) является ограничивающим фактором для максимального тока в режиме генератора. Если значение R _Rotor высокое, чувствительность система генератора увеличивается, и результирующее напряжение отклонение от потребляемого тока создает нестабильную систему. Двигатель с более высокой постоянной противо-ЭДС и более низкой сопротивление обеспечит стабильную работу.

ПРИВОДНОЙ МОМЕНТ И БАЛАНС МОЩНОСТИ

Когда двигатель работает в генераторном режиме с открытым клеммы, ток по цепи не течет и механическое трение создает потери в приводном узле. Это состояние похоже на работу двигателя без нагрузки.

Уравнение крутящего момента (M) для двигателя дается как

Генератор должен приводиться в действие с крутящим моментом, требуемый ток нагрузки через обмотку при клеммы замкнуты на нагрузочном резисторе (R _{Загрузить} ). Мотор выбор ограничен максимальным крутящим моментом, можно применять на валу в генераторном режиме. Операция щеточного двигателя постоянного тока ограничивается максимальным непрерывным крутящий момент (термический и механический) и максимальный непрерывный доступная скорость (механическая и электрическая). Выбор двигатель, способный выдерживать крутящий момент генератора на валу и управлять максимальным током через его цепь аналогично процесс определения размера двигателя на основе желаемых точек нагрузки.

В установившемся режиме механическая мощность, подводимая к генератору может быть представлено как:

Выходная электрическая мощность при любом токе нагрузки и клемме напряжение может быть представлено прямоугольной областью под наклон показан на рис. 2.

Выходная мощность максимальна, когда UT составляет половину Ui. В этот момент ток нагрузки ILoad составляет половину максимального ток I _Макс. .

Следовательно,

Двигатель, используемый в качестве генератора, не следует выбирать исключительно из силовых соображений. В идеале Р _Макс должен всегда быть выше требуемой электрической выходной мощности от генератор. В зависимости от значения тока нагрузки нагрузка точка на графике рис. 2 может перемещаться по оси абсцисс. Таким образом, фактическая выходная мощность (P _Actual ), может быть меньше, чем P _Max . Пока при выборе правильного двигателя для использования в качестве генератора следует учитывать P _Actual , а не P _Max . Это может требуют выбора двигателя с более высоким номиналом.

Эффективность генератора можно определить как:

ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ В КАЧЕСТВЕ ГЕНЕРАТОРА

Пример 1: В этом примере рассматривается выбор Portescap Коллекторный двигатель постоянного тока серии Athlonix для генератора. Константа обратной ЭДС процессора Athlonix серии 17 DCT с Катушка 209P 1,17 мВ/об/мин. Характеристики двигателя изображены на рис. 3. Если этот двигатель использовать в качестве генератора при 5000 об/мин частоты вращения вала, выходная обратная ЭДС будет 5,85 В. (уравнение 1)

Максимальный ток нагрузки через цепь при коротком замыкании условие будет

Это значение I _Max . превышает максимальную непрерывную ток двигателя (0,55 А). Это может быть приемлемо для повторно-кратковременный режим работы, который определяется термической постоянная времени двигателя и ожидаемый рабочий цикл. За при непрерывной работе генератора сопротивление нагрузки (R _Load ) составляет рекомендуется использовать уравнение:

Где, I _Cont — максимальный длительный ток двигателя.

Итак, если в генераторе можно использовать сопротивление нагрузки >3 Ом, Катушка 209P хороша для входной скорости до 5000 об/мин. Если загрузить сопротивление не может быть использовано из-за механических или технических ограничений или если входная скорость выше 5000 об/мин, следует выбрать другую катушку. Например: катушка 211П может быть лучшим выбором для рассмотрения этого требования.

Пример 2: противо-ЭДС двигателя Portescap 16C18 с катушкой 205P составляет 0,70 мВ/об/мин. При 10000 об/мин открытая выходное напряжение схемы на клемме 7,0 В.

В условиях короткого замыкания максимальный ток, может протекать через обмотки

, что меньше максимального продолжительного тока (I _Cont ) двигателя. Поэтому использование этого двигателя в качестве генератора при частоте вращения вала 10 000 об/мин приемлема без с учетом нагрузки внешнего сопротивления.

Выходные характеристики для 16С18 при различной частоте вращения вала изображен на рис. 4.

Заштрихованная область – область непрерывной работы. За периодические операции, различные факторы, такие как максимальное повышение температуры, максимальная скорость вала, механический ограничитель следует учитывать срок службы двигателя и генератора.

Рисунки 5 и 6 показывают, что эффективность 16C18 составляет относительно выше при меньшем токе генератора. Максимум выходная мощность, выходная эффективность близка к 50%. это идеально подходит для выбора генератора с рабочей точкой, близкой к максимальная эффективность. Это гарантирует, что потери в системе сведены к минимуму, а уменьшенная механическая входная мощность необходимо для создания желаемого выходного напряжения тока характеристики.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Часто неправильно понимают, что коллекторный двигатель постоянного тока, работающий в генераторном режиме, не так эффективен, как при работе в качестве мотор. Однако достаточно высокий КПД может быть достигнут при правильном выборе двигателя, нагрузки и рабочей скорости.