16 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Генератор из асинхронного двигателя 3000 оборотов

Самодельный генератор.

Периодически сталкиваюсь с такой ситуацией, заказчик просит перемотать статор электродвигателя из которого он собирается сделать генератор на постоянных магнитах. Чаще всего с такой просьбой обращаются самодельщики ветряных электростанций. На вопрос о характеристиках самодельного генератора ответа у заказчика нет, а двигатель доставленный в перемотку невозможно перемотать на требуемые обороты.

  • На этой странице справочника расскажу как правильно выбрать асинхронный электродвигатель для переделки его в генератор на постоянных магнитах.

1. Определение основных параметров самодельного генератора.

    Выбор количества оборотов обмотки самодельного генератора.

Для электростанции на дизельном или бензиновым двигателе обороты обмотки самодельного генератора должны совпадать с оборотами дизельного или бензинового двигателя при максимальном крутящем моменте, обычно 1500 или 3000 об/мин. Если обороты обмотки генератора не совпадают с оборотами дизельного или бензинового двигателя, частота тока будет отличаться от 50 Гц. и многие бытовые приборы подключенные к Вашей электростанции работать не смогут или вообще выйдут из строя.

Для ветряной электростанции, чем меньше обороты обмотки самодельного генератора, тем лучше. Напряжение и частота тока в ветряных электростанциях благодаря непостоянству скорости ветра изменяется в больших пределах.

Выбор напряжения самодельного генератора.

Если электростанция будет использоваться как аварийный источник питания в частном доме, то обмотку самодельного генератора лучше выполнить однофазной 230 вольт.

В ветряной электростанции для зарядки аккумуляторов 12 вольт напряжение обмотки 16 вольт при минимальных оборотах, а для зарядки аккумуляторов 24 вольта напряжение обмотки генератора 28 вольт при минимальных оборотах.

Определение требуемой мощности самодельного генератора.

Для электростанции на дизельном или бензиновым двигателе. Посчитайте общую мощность всех электроприборов которые могут быть одновременно подключены к сети, но помните что мощность генератора должна быть на 30% меньше мощности дизельного или бензинового двигателя. При расчете общей нагрузки асинхронного генератора, мощность индуктивных приборов (электродвигателей, стиральных машин, холодильников) увеличивайте в 4 раза.

Выбор типа генератора, асинхронный или синхронный на постоянных магнитах.

Для аварийного источника питания в частном доме лучше отдать предпочтение асинхронному генератору, так как качество напряжения будет близким к стандартному. Самый простой асинхронный генератор получится из конденсаторного однофазного асинхронного электродвигателя. В самодельном генераторе на постоянных магнитах качество напряжения будет зависеть от формы магнитов.

В генераторах для ветряных электростанций работающих на зарядку аккумуляторов требований к качеству сети вообще никаких. Поэтому делайте трёхфазный генератор на постоянных магнитах.

2. Выбор асинхронного электродвигателя для электростанции на дизельном или бензиновым двигателе.

  • Для электростанций на дизельном или бензиновым двигателе очень просто найти подходящий асинхронный электродвигатель для изготовления генератора, причем не важно собираетесь использовать электродвигатель как асинхронный генератор или как синхронный с постоянными магнитами. Основными параметрами при покупки или перемотке электродвигателя являются: обороты, мощность и в зависимости от Вашего решения трёхфазный или однофазный род тока.

3. Выбор асинхронного электродвигателя для ветряной электростанции.

  • Для ветряной электростанции найти подходящий асинхронный электродвигатель сложно. Низкооборотные электродвигатели выпускаются только для специального оборудования, а в единых сериях минимальные обороты электродвигателей 750 или 600. Поэтому Вам придется обращаться в ближайшую мастерскую по ремонту асинхронных электродвигателей и заказывать пересчет и перемотку имеющегося у Вас электродвигателя. Прежде чем обращаться к обмотчику, нужно проверить электродвигатель на возможность перемотки на низшую скорость вращения. Посчитайте количество пазов статора электродвигателя и по таблице №1 определите на какую наименьшую скорость вращения можно пересчитать обмотку Вашего электродвигателя.

Таблица №1
соотношения пазов статора к минимально возможным оборотам асинхронного электродвигателя.

Количество пазов статора.243648546072
Минимально возможные обороты трёхфазного двигателя375250187,5166,6150125
Минимально возможные обороты однофазного двигателя500333250333200166,6

Минимально возможные обороты асинхронного электродвигателя с другим количеством пазов Вы сможете определить на главной странице этого справочника.

  • По таблице № 1 видно, что чем больше пазов статора тем на меньшую скорость вращения можно пересчитать его обмотку. При пересчете асинхронного электродвигателя на меньшее число оборотов, мощность электродвигателя уменьшается.
  • Если нет возможности обратиться к обмотчикам, возьмите трёхфазный электродвигатель 750 или 600 об/мин с напряжением 380 вольт и так как реальные обороты ветряка будут намного меньше, то и напряжение на выводах обмотки тоже уменьшится. Максимальный ток в обмотке на всех режимах работы не должен превышать указанного на табличке электродвигателя.
Читать еще:  Шерхан 5 ключ выключен двигатель работает

4. Количество магнитов ротора для самодельного синхронного генератора.

  • Количество магнитов, которые Вам потребуется установить на роторе равно количеству полюсов обмотки 2p и нет разницы однофазный или трёхфазный генератор Вы собираете.
2p (количество магнитов ротора)24681012
об. мин. f=50Гц300015001000750600500

2p (количество магнитов ротора)141618202224
об. мин. f=50Гц428375333300272250

2p (количество магнитов ротора)262830323436
об. мин. f=50Гц230214200187,5176,4166,6

2p (количество магнитов ротора)384042444648
об. мин. f=50Гц157,8150142,8136,3130,4125

5. Форма магнитов ротора для самодельного синхронного генератора.

  • В электростанциях на дизельном или бензиновым двигателе магнит (полюсной наконечник) ротора однофазных и трехфазных генераторов выполняют полукруглыми. Обратите внимание, что края магнита имеют больший воздушный зазор чем центр. Воздушный зазор у краев магнита в 1,5 раза больше чем в центре.
  • В генераторах для ветряных электростанций работающих на зарядку аккумуляторов требований к качеству сети нет. Поэтому магнит (полюсной наконечник) выполняют прямоугольной формы.

6. Размеры магнитов ротора для самодельного синхронного генератора.

  • Длина магнита равна длине сердечника статора.
  • Расчет ширины одного полюса, где Di — внутренний диаметр статора, 2p — число полюсов обмотки (по таблице № 2), τ — полюсное деление.
  • Чтобы узнать сколько пазов перекрывает один полюс воспользуйтесь следующей формулой, где τ — количество пазов на полюсное деление, Z1 — количество пазов статора, 2p — число полюсов.
  • Ширина магнита зависит от коэффициента полюсного перекрытия α :

    1 — Для двухполюсных генераторов предварительное значение коэффициента полюсного перекрытия: α=0,5 — 0,6.
    2 — Для четырех и более полюсов генератора предварительное значение коэффициента полюсного перекрытия: α=0,65 — 0,85.

7. Марка магнитов для самодельного синхронного генератора.

  • В первую очередь на что нужно обратить внимание при покупке магнитов это максимальная рабочая температура, превышение которой грозит размагничиванием. Для правильного выбора максимальной температуры магнитов учитываются: температура воздуха, нагрев генератора от прямых солнечных лучей и нагрев обмотки.

Таблица параметров магнита для ветряного генератора.
Информация предоставлена руководителем организации производящей постоянные магниты.

Рекомендуемые характеристики магнитаНаименование характеристик магнита
NdFeBМатериал магнита (Неодим-железо-бор)
N38HКод материала
Эпоксидный лакАнтикоррозийное покрытие
Br ≥ 1,21 TлОстаточная магнитная индукция
Hcb ≥ 899 kA/мКоэрцитивная сила по намагниченности
Hcj ≥ 1353 kA/мКоэрцитивная сила по индукции
(BH)max ≥ 287 kДж/м3Максимальная магнитная энергия
Tw ≤ 120 CРабочая температура
  • Намагничивание в зависимости от формы магнита.

8. Подключение однофазного самодельного генератора к нагрузке.

  • Схема подключения к потребителю асинхронного однофазного генератора такая же как у подключения однофазного электродвигателя к сети, но в генераторном режиме используется только рабочий конденсатор.
  • Подключение к потребителю синхронного однофазного генератора.

Данные для переделки асинхронника в генератор

немного вводной информации по переделке асинхронных двигателей в генератор
Переделка асинхронного двигателя довольно популярный метод изготовления генератора для ветрогенератора. Асинхронные двигатели с малым количеством полюсов рассчитаны на высокие обороты, к примеру двух-полюсные на 3000 об/м, но для ветрогенераторов нужны низкие обороты, по этому нужно выбирать самые низко-оборотистые двигатели. Сейчас в доступности самые низко-оборотистые на 750 и 1000 об/м, соответственно на 8 и 6 полюсов.

Двигатели на 2-4 полюса приходится перематывать чтобы сделать больше количество полюсов, это достаточно сложно и затратно, а двигатели на 6-8 полюсов можно не перематывать и использовать как есть. Вся переделка двигателя в генератор заключается в переделке ротора на неодимовые магниты. Делается это достаточно просто, родной ротор просто протачивается на толщину магнитов (к примеру 5 мм), далее ротор делится на количество полюсов (к примеру 8) и на полюса наклеиваются магниты.

Читать еще:  Ваз двигатель 124 как слить тосол

Магниты подбираются небольших размеров и из них набираются полюса. К примеру двигатель АИР112MB8 3 кВт имеет ротор диаметром 131 мм, а длинна 130 мм. Значит длинна окружности ротора (130 мм*3,14=408,2 мм), но мы протачиваем ротор на 5 мм, значит (130 мм-10 мм*3,14=376.8 мм) делим на количество полюсов (376.8:8=47.1 мм) и получаем ширину полюса 47.1 мм. Магниты возьмём 30*10*5 мм, их поместится 4 ряда в полюсе и останется зазор в 7 мм между полюсами. По длине ротор 130 мм, а у нас как-раз 4 магнита по длинне 120 мм, и получается на ротор нужно по 16 магнитов на полюс, а всего понадобится 128 магнитов.

Можно использовать магниты любых других удобных размеров для набора полюсов. Магниты клеятся на супер-клей и другие клеи, а после наклейки оборачивается ротор скотчем и заливается эпоксидной смолой. Чтобы наиболее эффективно использовать магниты нужно делать минимальный зазор между магнитами и статором, тогда диаметр ротора с магнитами делают по диаметру статора, чтобы он на миллиметр не заходил в статор. После наклейки и заливки магнитов ротор подгоняют в статор шлифуя магниты, стачивают по немногу и пробуют вставлять в статор, добиваются того чтобы магниты были как можно ближе к зубам статора и при этом ротор вращался свободно без зацепов статора. При шлифовке очень важно не перегреть магниты, можно шлифовать на болгарке поливая водой, или на токарном станке.

Вообще желательно сделать новый цельно-металлический ротор под магниты, или на родной ротор асинхронника под магниты одеть металлическую гильзу. Так магниты будут работать гораздо эффективнее, и хватит толщины 3-4 мм, а если не ставить гильзу, то магниты желательно ставить потолще, к примеру 6-10 мм.

Ниже представлены данные по асинхронным двигателям, размеры, толщина обмоточного провода, количество полюсов, сопротивление обмотки и прочее. Атак-же расчёт мощности переделанного генератора на различных оборотах при работе на аккумуляторы напряжением 12/24/48 вольт. За основу расчёта я взял магнитную индукцию равной 1 Тл, но на практике она может быть больше или меньше, всё зависит от толщины магнитов, плотности заполнения полюсов. Если будет протачиваться родной ротор и без металлической гильзы, то при толщине магнитов 5 мм марки n50 магнитная индукция будет 0.8 Тл примерно, если магниты толщиной 8-10 мм, то магнитная индукция будет 1-1.2 Тл. А если с гильзой или с цельно-металлическим ротором, то при толщине магнитов 5-6 мм магнитная индукция составит около 1-1.2 Тл

Холостой ход электродвигателя

Подписка на рассылку

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

Электродвигатель переходит в режим холостого хода, когда с его вала снимают рабочую нагрузку. В этом случае можно определить такие важные параметры функционирования устройства, как намагничивающий ток, мощность и коэффициент потерь в элементах конструкции привода. Но главное – в режиме холостого хода можно определить исправность устройства.

Так, электродвигатель на холостом ходу греться не должен. Но в некоторых случаях температура привода повышается – и это сигнализирует о неполадках, которые впоследствии могут проявить себя.

Параметры холостого хода электродвигателя

Как было сказано выше, холостой ход – это режим работы асинхронного электродвигателя, при котором на валу нет нагрузки. В этом случае устройство с точки зрения электротехники схоже с трансформатором. Но главное – оно потребляет меньше электроэнергии, что особенно важно для контроля правильности работы мотора.

В частности, ток холостого хода асинхронного электродвигателя в зависимости от мощности и частоты вращения составляет в среднем 20-90% от номинального. Существует таблица, в которой указаны данные значения.

Читать еще:  Автомобильный двигатель миллионник что это

Так, например, ток холостого хода электродвигателя на 5 кВт при частоте вращения в 1000 оборотов в минуту составляет 70% от номинального (см. рис. 2). При частоте вращения 3000 оборотов в минуту – всего 45% от номинального (см. рис. 3). Это важно учесть, так как если фактическая сила тока значительно расходится с расчётной, то это сигнализирует о неполадках.

Стоит отметить, что параметры работы двигателя обычно указаны в прилагаемой к нему документации или могут быть получены посредством расчётов.

Что делать, если греется электродвигатель на холостом ходу

Электродвигатель на холостом ходу греться не должен. Допускается лишь незначительное увеличение температуры, обусловленное естественными причинами – появление трения в подшипниках на валу ротора и сопротивление в обмотке. А вот заметный нагрев сигнализирует в первую очередь о неполадках в устройстве.

Чаще всего нагревается асинхронный электродвигатель на холостом ходу из-за межвиткового замыкания в обмотках. Это требует срочного ремонта. Ведь при повышении нагрузок межвитковое замыкание может привести к перегреву и выгоранию обмотки – и, как следствие, повреждению как самого ЭД, так и конструкции, в которую он установлен.

Ещё одна возможная причина нагрева ЭД в этом режиме – эксплуатация в нештатных условиях. Например, превышение напряжения. В этом случае необходимо срочно отключить питание двигателя, так как из-за перегрева может возникнуть межвитковое замыкание в обмотках или замыкание обмотки на корпус двигателя.

Реже нагрев ЭД наблюдается из-за затруднённого движения ротора. Стоит убедиться, что подшипники работают нормально, а между обмотками ротора и статора не попали загрязнения.

Асинхронный генератор и особенности его применения

Электростанция – это универсальная машина, которая превращает механическую энергию в электрическую. Подобные приборы широко используются в хозяйстве для подключения частного дома, дачи, освещения лесной поляны или берега реки в ночное время. Чтобы понять, почему они пользуются таким спросом, рассмотрим, что собой представляют данные устройства, принцип их работы и сферы применения.

Что такое асинхронный генератор

Асинхронный бензиновый агрегат – это мини-электростанция, которая работает в уникальном режиме торможения. Если быть точными, то в нем ротор и магнитное поле оборачиваются в одинаковом направлении, но с разной скоростью. Стоит сказать, что повлиять на скорость вращения магнитного поля практически невозможно в таких установках, поэтому меняется скорость ротора.

По сравнению с другими видами оборудования, данные приборы имеют свои преимущества. К ним относятся:

  1. Прибор достаточно надежный и имеет высокую стойкость к коротким замыканиям.
  2. Каждое устройство оснащено автоматической регулировкой, которая способна выровнять и сгладить незначительные скачки напряжения.
  3. Клирфактор в таких устройствах составляет всего 2%, что обеспечивает безопасность установки, ведь энергия вырабатывается без выделения вредных веществ.
  4. При постоянной работе агрегата выделяется незначительное количество тепла.
  5. Постоянная подача бесперебойного напряжения.
  6. Низкая стоимость аппаратов по сравнению с другими моделями.

Единственным недостатком асинхронного прибора является чувствительность к пусковым токам, через которые могут возникнуть перебои в работе оборудования. В конструкции аппарата производители используют ротор с двумя рабочими полюсами. Это способствует частоте вращения двигателя около 3000 оборотов в минуту. В дизельных бытовых образцах могут применять ротор с четырьмя полюсами, а это позволяет вращаться ему со скоростью 1500 оборотов в минуту.

Рассматриваемые модели не такие точные, как синхронные, колебание напряжения в сети может достигать 10–15%. Поэтому к ним нельзя подключать высокоточные прибор, медицинскую аппаратуру.

Где используется

Данные приборы применяют на строительных площадках, когда надо подключить мощное оборудование, особенно электрическую сварку. Если сварочный аппарат будет подключен к такому виду оборудования, то конечный итог работы будет более качественным. Кроме этого, их можно с успехом включать на открытом пространстве, ведь благодаря закрытой конструкции, прибор не боится влаги, воды, грязи и пыли.

Обычно их покупают для подачи электричества в многоэтажный дом или на дачный участок.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector