Как из электродвигателя сделать генератор своими руками: Как сделать генератор из двигателя стиральной машины своими руками

Содержание

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.

Смотрим видео, безтопливный генератор своими силами:

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: 3 схемы | Секреты дедова ремонта

Электрики давно научились извлекать пользу из принципа обратимости электрических машин: когда попадает в руки вроде бы ненужный трехфазный движок, то его можно раскрутить от бытовой сети или вырабатывать бесплатную электрическую энергию.

Эта статья рассказывает, как можно просто и надежно сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками по одной из трех доступных схем, а в ее конце приведен видеоролик, автор которого воплотил в железе эту идею.

Однако там есть ошибочные выводы. Не повторяйте их.

Секреты подбора электродвигателя

Асинхронная машина может работать в режиме:

1. двигателя, когда на нее подается электрическое напряжение;

2. или генератора, если вращать ее ротор с определенной величиной крутящего момента от дополнительного источника. Им может быть любой двигатель внутреннего сгорания, водяная турбина, ветряное колесо или другой источник энергии.

Отработавшие на производстве трехфазные электродвигатели часто списывают. Они попадают в руки домашнего мастера практически бесплатно или по символической цене.

Ими не сложно воспользоваться для решения бытовых или хозяйственных задач. Потребуется только оценить конструкцию: возможности по выработке электроэнергии определенного напряжения и мощности от источника энергии с конкретным числом оборотов.

Для этого следует изучить характеристики статора и ротора.

Коротко о статоре

Конструкция статора асинхронного двигателя представлена:

· тремя обмотками, по которым проходит электрический ток;

· магнитопроводом из пластин электротехнического железа, созданному для передачи магнитного потока.

Соединение концов обмоток может выполняться схемой звезды либо треугольника. Каждый вариант имеет свои особенности. Их надо учитывать для различных условий эксплуатации.

Чтобы не отвлекать ваше внимание на этот вопрос рекомендую тем, кого он интересует, ознакомиться с этой информацией более подробно в статье о способах подключения трехфазного асинхронного электродвигателя в однофазную сеть.

Она будет полезна многим людям.

Что надо знать о роторе

Он имеет три обмотки из изолированного провода. по которым протекают наводимые токи и формируют суммарный крутящий момент магнитного поля.

Эти обмотки могут быть:

1. выведены на внешние клеммы статора через контактные вращающиеся кольца с щеточным механизмом. Его называют ротором с фазной обмоткой;

2. короткозамкнуты встроенным алюминиевым кольцом — «беличье колесо».

Выглядят они следующим образом.

Для бытовых целей предпочтительнее использовать электродвигатель у которого работает короткозамкнутый ротор. О нем идет речь дальше.

Однако, если попалась в руки модель с фазным ротором, то ее легко переделать в короткозамкнутую: достаточно просто зашунтировать выходные контакты между собой.

Важные электрические характеристики

Чтобы сделать генератор из асинхронного двигателя стоит учесть:

· поперечное сечение провода обмотки. Оно ограничивается тепловым воздействием от протекающих суммарных токов, формируемых как от активной нагрузки, так и реактивных составляющих;

· число оборотов, на которые рассчитан электродвигатель. Это оптимальная величина, котрой следует придерживаться при выборе подключения к источнику энергии;

· КПД, cos φ;

· схему подключения обмоток.

Эти величины указываются на табличке корпуса или рассчитываются косвенными методами.

Как работает двигатель в режиме генератора

При раскрутке ротора необходимо возбудить электромагнитное поле. Его добиваются за счет параллельного подключения к обмоткам емкостной нагрузки от батареи конденсаторов разными методами. Рассмотрим их.

Две схемы звезды

Типовое подключение выглядит следующим образом.

Упрощенный вариант схемы показан ниже.

Здесь применяют рабочий и пусковой конденсаторы, которые коммутируются собственными переключателями.

Схема треугольника

Она позволяет вырабатывать 220 вольт линейного напряжения.

Как подобрать конденсаторы

Емкость конденсатора для возбуждения генератора можно подсчитать по формуле, исходя из реактивной мощности, частоты и напряжения.

С=Q/2π∙f∙U2.

Следует учитывать, что они по разному влияют на нагрев обмоток в различных режимах. Поэтому для холостого хода и работы генератора используют ступенчатое переключение.

Рекомендуемые расчеты представлены таблицей.

Конденсаторную батарею рекомендую набирать из бумажных моделей на 500 вольт. Пользоваться электрическими конструкциями не рекомендую даже при включении каждой полугармоники через диод.

Электролит при нагревании может закипеть, что приведет к взрыву корпуса.

Особенности эксплуатации

Для безопасной работы необходимо:

· правильно подобать измерительные приборы;

· включить в схему защиты автоматический выключатель и УЗО;

· смонтировать схему резервного питания;

· правильно выбрать систему напряжения;

· избегать перегрузок за счет эффективного подключения потребителей;

· контролировать рабочую частоту на выходе.

О том, как это сделать, подробно раскрыто в статье на моем сайте: «Как сделать генератор из асинхронного двигателя». Рекомендую прочитать и выполнить.

Ее хорошо дополняет видеоролик Ильи Петровича. Обязательно посмотрите и ознакомьтесь с комментариями. Он допустил несколько характерных ошибок, а люди в своих комментариях указали на них. Надеюсь, что эта информация будет полезной для вас.

До встречи в следующей публикации.

Генератор из асинхронного двигателя сделать самому своими руками. Как переделать асинхронный двигатель в генератор

Сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками несложно, но придется постараться и потратить некоторые средства на приобретение комплектующих. Но для проведения работ необходимо знать некоторые тонкости. В частности, принципы работы асинхронного двигателя переменного тока, изучить основные элементы его конструкции. Главное в генераторных установках – это движение магнитного поля. Оно может обеспечиваться путем вращения якоря при помощи двигателя внутреннего сгорания либо ветряной установки. Также возможно использование альтернативных источников – силы воды, пара и пр.

Конструкция асинхронного двигателя

Можно выделить всего несколько элементов:

  1. Статор с обмоткой.
  2. Передняя и задняя крышки с установленными подшипниками.
  3. Ротор с короткозамкнутыми витками.
  4. Контакты для подключения к электрической сети.

Если задуматься, то может показаться, что очень просто переделать двигатель в генератор, фото которого вы можете детально рассмотреть. Но если разобраться более тщательно, то окажется, что не все так и просто, подводных камней предостаточно.

Статор состоит из множества металлических пластин, прижатых плотно друг к другу. Также они обработаны лаком, в некоторых конструкциях, для придания прочности, все пластины приварены друг к другу. На статоре намотан провод, он плотно прилегает к сердечнику и изолирован от него при помощи картонных вставок. В крышках расположены подшипники, с их помощью производится не только более легкое прокручивание ротора, но и его центрирование.

Принцип работы двигателя

Суть всего процесса заключается в том, что магнитное поле образуется вокруг статорной обмотки. Оно достаточно мощное, но не хватает главного компонента – движения. Поле статическое, неподвижное, а главное условие в генераторных установках – это вращение, изменение направления силовых линий. В случае с двигателем все достаточно просто – имеется ротор, который изготовлен из металла. Внутри несколько витков очень толстого кабеля. Причем все витки замкнуты, соединены между собой.

Получается принцип простого трансформатора. В короткозамкнутых витках индуцируется ЭДС, которое создает в окружающем пространстве переменное магнитное поле. Получается, что теперь все есть для того чтобы появилось движение. Под действием сил происходит вращение ротора электрического двигателя. Такой тип машин обладает хорошими характеристиками, а конструкция проста и надежна, ломаться нечему. По этой причине асинхронные двигатели получили широкое распространение в промышленности. Более 95% всех моторов на заводах и фабриках – это асинхронные. Изготовить генератор своими руками, схема которого не очень сложная, может каждый при наличии минимальных знаний.

Подключение к однофазной сети

Истинной проблемой становится подключение электродвигателя, рассчитанного на три фазы, к одной. Принцип генератора немного отличается, но для его понимания нужно рассмотреть и процесс мотора. Необходимо использование емкости, которая позволит сделать сдвиг фазы в нужную сторону. Причем существует несколько схем, используемых на практике. В одних конденсатор применяется только в момент запуска, в других и при работе. Включается пусковая емкость на короткий промежуток времени, до достижения необходимых оборотов. Контактирует она через выключатель параллельно одной из обмоток, соединенных по схеме треугольник.

У таких вариантов подключения имеется один существенный недостаток – снижение мощности электродвигателя. Можно получить от него как максимум 50-процентную отдачу. Следовательно, при мощности мотора 1,5 кВт, в случае питания от однофазной сети, вы сможете получить лишь половину – 0,75 кВт. Это накладывает определенные неудобства, так как приходится использовать более мощные электродвигатели.

Как получить три фазы из одной

Для более удобного использования электрических асинхронных двигателей необходимо питание от трех фаз. Но провести к себе домой такую сеть сможет не каждый, также возникают трудности с учетом электроэнергии. Поэтому приходится выкручиваться, как получается. Проще всего установить частотный преобразователь. Но его стоимость высокая, не каждый способен выделить такую сумму для собственного гаража или мастерской. Поэтому приходится применять подручные средства. Вам потребуется асинхронный двигатель, конденсатор и автотрансформатор. В качестве последнего можно использовать самодельное устройство, изготовленное из сердечника электродвигателя. Можете даже сделать чертеж генератора, чтобы упростить работу по сборке.

На него требуется намотать около 400 витков провода. Диаметр его около 6 кв. мм. Для точности требуется сделать десять отводов, чтобы совершить подгонку фаз. Можно сказать даже, что это генератор из асинхронного двигателя, своими руками сделанный. Только его основная функция – это преобразование, сдвиг фаз. Одна обмотка соединяется с фазой, между двумя остальными включен конденсатор. Вторая обмотка соединяется с нулем, третья подключается туда же, только через автотрансформатор. Средний его вывод – это одна фаза, две остальных – это выводы розетки.

Что учесть для переделки в генератор

Чтобы сделать ветро генератор из (асинхронный!) двигателя, вам потребуется учесть одну главную особенность. А именно – создать магнитное поле, которое будет совершать движение. Добиться этого можно двумя путями. Первый – это установка постоянных магнитов на роторе. Второй – сделать обмотку возбуждения на якоре. У обоих способов есть как преимущества, так и недостатки.

Решить нужно перед началом проведения работ, генератор тока какого вида вам необходим. Если нужен постоянный, то потребуется применять диоды для выпрямления. Это позволит обеспечить светом небольшой дом, а также запитать практически любую бытовую аппаратуру. Самодельные генераторы тока могут приводиться в движение даже силой ветра. Нужно только провести расчет обмоток, чтобы на выходе не было превышения напряжения. Хотя стабилизацию можно сделать и при помощи использования регуляторов, используемых в автомобильной технике.

Постоянные магниты или обмотка возбуждения?

Как говорилось ранее, можно сделать обмотку возбуждения или провести монтаж постоянных магнитов. Недостаток последнего способа – большая стоимость магнитов. А минус первого – это необходимость применять щеточный узел для обеспечения питанием. Он нуждается в уходе и своевременной замене. Причина – трение, которое постепенно съедает поверхность графитовой щетки. Любой автомобильный генератор, инструкция к которому обязательно прилагается, обладает именно таким недостатком.

Чтобы сделать обмотку возбуждения, достаточно изменить конструкцию якоря. Он должен быть металлическим, на нем обязательно наматывается провод в лаковой изоляции. Также потребуется на одном краю ротора установить контакты, которые служат для питания. Но плюс в том, что имеется возможность стабилизации напряжения на выходе генератора. Проще окажется в якоре сделать пазы для монтажа ниодимовых магнитов. Они создают очень сильное поле, которого достаточно для генерации больших значений напряжения и тока.

Сколько фаз нужно на выходе?

Проще всего оказывается, конечно, сделать генератор, фото которого приведено, если на выходе должна быть всего одна фаза. Но тут есть загвоздка – не каждая конструкция позволяет осуществить это. Самодельный генератор из асинхронного двигателя такого типа можно сделать, если все обмотки выведены и не соединены между собой. Многие модели моторов имеют лишь три вывода, остальные уже внутри соединены, поэтому для реализации задумки нужно полностью его разобрать и вывести необходимые провода наружу.

Затем они соединяются последовательно и на выходе можно получить однофазное напряжение. Но если вам нужно трехфазное, не стоит делать ничего, модернизация обмоток не потребуется. Но учитывать особенности все равно нужно. Необходимо, чтобы генератор из асинхронного двигателя, своими руками сделанный, имел соединение обмоток по схеме звезда. Вот небольшое отличие от варианта, когда машина работает в качестве источника движения. Эффективная генерация электроэнергии возможна только при включении по схеме звезда.

Как провести выпрямление тока?

Но если возникает необходимость в получении постоянного тока, вам потребуется знание схемотехники. Нужно 12 или 24 Вольт напряжение? Нет ничего проще, автомобильная электроника придет на помощь. Но только в том случае, если используется обмотка возбуждения в качестве генератора магнитного поля. При использовании постоянных магнитов процедура стабилизации усложняется.

Вариант выпрямителя выбирается, исходя из того, какое количество фаз на выходе генератора. Если одна, то вполне достаточно мостовой схемы, либо вообще на одном диоде (однополупериодный выпрямитель). Если же три фазы на выходе, то возникнет необходимость в использовании шести полупроводников для выпрямления. Также три штуки (по одному на каждую фазу) – для защиты от обратного напряжения.

Как сделать из трех одну фазу

Это действие проводить не нужно, так как оно попросту бессмысленно. Генератор если выдает трехфазное переменное напряжение, то для запитывания потребителей (телевизора, лампы накаливания, холодильника, и пр.), необходимо использовать всего один вывод. Второй – это общий, точка соединения обмоток. Как было сказано ранее, требуется соединять их по схеме звезда.

Поэтому у вас имеется возможность подключения потребителей к одной из фаз. Вопрос в том, есть ли смысл, рационально ли так поступать? Если необходимо обеспечить дом исключительно светом, никаких потребителей не планируете подключать, то вполне разумнее использовать маломощные светодиодные светильники. Они потребляют малое количество электроэнергии, поэтому генератор тока, который выдает стабильно 12 Вольт, способен обеспечить дом не только светом. Можно без труда включать и бытовую технику, которой требуется для работы именно такое напряжение.

Правила намотки провода

Не всегда нужна такая информация, так как, в целях упрощения конструкции, используется та статорная обмотка, которая уже имеется. Но она не всегда удовлетворяет тем условиям, которые стоят перед вами. Например, если вы конструируете ветро генератор из (асинхронный) двигателя, невозможно получить минимальное число оборотов ротора. Следовательно, на выходе напряжение окажется малым и недостаточным для работы бытовой техники. Поэтому возникает необходимость в небольших переделках.

Обмотку проводить нужно более толстым проводом, чтобы получить более высокое значение силы тока на выходе. Для этого избавляетесь от старого провода. Намотка ведется вплотную, на картонный каркас. Когда она проведена, требуется нанести слой лака, обильно ним пропитать провод. Только не забудьте перед началом эксплуатации устройства хорошенько просушить. Для этого лампу накаливания 25 или 40 Вт установите в середине статора и оставьте на 1-2 дня. Не оставляйте только без присмотра.

Экспериментальное определение необходимого количества витков

Чтобы определить, какое число витков вам необходимо для нормальной работы генератора, потребуется воспользоваться множеством формул. Но нужно знать сечение сердечника, материал, из которого он изготовлен. Но это зачастую просто невозможно определить. Поэтому приходится делать эксперименты. В зависимости от того, одна или три фазы вам нужно, изменяется алгоритм проведения эксперимента. Самодельный генератор из асинхронного двигателя может быть изготовлен различными методами.

Если планируется сделать одну фазу на выходе, то намотайте равномерно по всему сердечнику 10-20 витков провода. Соберите всю конструкцию и соедините с приводом, который будете использовать в дальнейшем. Проведите замер напряжения на выходе, разделите на то число витков, которое намотали. И вы получите напряжение, снимаемое с одного витка. Для вычисления длины обмотки, вам нужно применить простое вычисление – напряжение (необходимое) разделить на полученное значение. Аналогично проводится расчет и трехфазного генератора.

Выводы

Сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками несложно. Самое главное – это решить, какой привод планируете использовать. Если это обычный бензиновый двигатель, то проблем никаких не возникнет. Большие трудности возникнут в случае, если в качестве привода вы будете использовать ветряную мельницу. Причина – обороты двигателя, равно как и выходное напряжение, напрямую зависят от силы ветра, его скорости. Поэтому такие генераторы необходимо рассчитывать таким образом, чтобы даже при минимальных оборотах вырабатывалось номинальное напряжение. Но на выходе желательно иметь не более 12 Вольт. Это окажется более простым решением.

Генератор коллекторного двигателя от стиральной машины. Как сделать ветрогенератор из двигателя стиральной машины своими руками? Порядок выполнения работ своими руками

Обзавестись таким генератором не просто, так как работа требует терпения и некоторых токарных работ.

Для него используют обычный асинхронный электромотор, который имеется у стиральных машинок-автоматов. Он обладает мощностью 170…180 Вт; генератор, сделанный на основе такого электродвигателя, будет иметь 1,5 кВт мощности.

Кроме непосредственно двигателя следует запастись: холодной сваркой; 32 неодимовыми магнитами разных (5, 10, 20 мм)диаметров; клеем; выпрямителем; наждачной бумагой. Понадобится токарный станок; ножницы; разные отвертки; плоскогубцы.

Вначале переделывают ротор двигателя, чтобы в дальнейшем установить на нем магниты. Снимают сердечники и, размещая в токарном станке, производят их срезку на 2-миллиметровую глубину. Также устраивают пазы 5-миллиметровой глубины.

Чтобы посадить магниты изготавливают покрытие, которым затем обернут сердечник. Применяют жесть. Диаметр полученного шаблона, отверстия в нем должны соответствовать сердечнику, что необходимо для плотного его примыкания к поверхности последнего.

Магниты располагают с одинаковыми зазорами между каждой их парой. Если это не сделать, то в дальнейшем будет происходить их слипание и потеря мощности электрогенератора. Размещение магнитов проводят на полоске жести, которую вначале приклеивают к сердечнику суперклеем. Делают это ровно, исключая любые наклоны элементов.

После того, как шаблон с наклеенными магнитами разместят на роторе, заполняют эпоксидной смолой, холодной сваркой все пробелы, которые имеются между деталями. Дальше зачищают роторные поверхности наждачной бумагой до гладкости.

У статора находят провода, которые ведут к рабочей обмотке. Их ищут с помощью мультиметра. Они отличаются одинаковым сопротивлением. Остальные провода не нужны и могут быть обрезаны.

Чтобы проверить генератор, рабочую обмотку подсоединяют к выпрямителю, который должен быть через контроллер присоединен с аккумулятору. К последнему подключают зажимы мультиметра в режиме вольтметра.

Затем, пользуясь дрелью, шуруповертом, раскручивают ротор генератора до 800…1000 оборотов в минуту. Мультиметр должен показать выходное напряжение 200…300 В. Если оно небольшое, то при размещении магнитов допущена, быстрее всего, неточность – они разложены на шаблоне с разными промежутками между парами.

Сделав генератор и установив на бензопилу, получили небольшую электростанцию. Электроэнергией, которую она выдает, достаточно, чтобы осветить две небольшие комнаты, дать работу телевизору, компьютеру. Вместо бензопилы для вращения ротора можно устроить ветряк.

Проблемы с электрической энергией, возникающие, как правило, неожиданно, вынуждают многих потребителей подумывать об устройстве автономного источника электропитания. Тем более, что к этому также подталкивают непомерные счета за пользование промышленной сетью. Установить в доме источник автономного питания считается выгодным делом. Данный прибор способен прийти на помощь, когда отключается промышленная электросеть.

Показатель мощности его относительно мал, но этого вполне достаточно, чтобы выступить в качестве резервного источника питания. Специально приобретать генератор – удовольствие дорогое, а вот изготовить его самостоятельно вполне реально. Сегодня рассмотрим, как сделать генератор из двигателя стиральной машины своими руками.

Подготовительные работы

Многим кажется, что изготовить самодельный электрический генератор из – дело несложное. Отбросьте все иллюзии, потому что быстро справиться с такой задачей не получится. В первую очередь следует разобраться с тремя главными проблемными вопросами:

  • каким образом убрать часть сердечника электромотора от стиральной машины, устроить на нем специальные пазы, предназначенные для магнитов;
  • где достать неодимовые магниты в генераторный ротор;
  • какой материал использовать для изготовления шаблона, чтобы закрепить магниты.
  1. Первый вопрос решается следующим образом: из асинхронного двигателя отработавшей свое стиральной машины извлекается сердечник, который с помощью токарного станка подрезается на два миллиметра в глубину. После такой доработки двигатель откладываем в сторону – придется искать неодимовые магниты, и лучше всего воспользоваться помощью интернета. Найдя магазин, следует подать заявку на приобретение и ждать, пока доставят нужный товар, так как без магнитов устройство не изготовить.
  2. На станке готовим пазы в сердечнике мотора для магнитов, глубина их должна быть не менее пяти миллиметров. Потребуются хорошие навыки владения токарным станком, или обратитесь за помощью к специалисту.
  3. Проведя подготовительные работы на сердечнике, готовим крепежные шаблоны под магниты. Можно воспользоваться куском жести, подойдут и другие материалы с подобными свойствами. Полоска вырезается соответствующей длины и ширины, чтобы могла точно накладываться на сердечник.
  4. Крепежную полоску придется тоже готовить, для чего по всей ее длине устраивается разметка, чтобы получилось разместить магниты в два ряда таким образом, что расстояние между этими магнитами будет одинаковым.
  5. В качестве дополнительных материалов для работы по переделке в генераторное устройство нам потребуются суперклей, эпоксидная смола или холодная сварка, бумага наждачная.

Подготовив все необходимое, можем приступать к выполнению работ. Сразу предупреждаем, что для изготовления нужного элемента из двигателя стиральной машины понадобится много терпения. Магниты будут постоянно соскакивать и прилипать друг к другу, клеем перемажете все, что можно, так что рекомендуем соблюдать осторожность и требования правил безопасности, работая с потенциально вредными химическими составами.

Алгоритм действий следующий:

  • изготавливаем магнитный ротор электромотора, чтобы переделать его в генератор. Поперек двигателя наклеиваем жестяные шаблоны под размещение магнитов;
  • по нанесенной предварительно разметке с помощью суперклея крепим два ряда магнитов;
  • все свободное пространство, оставшееся между магнитами, осторожно заполняется холодной сваркой, предварительно размятой руками до пластилиновой консистенции;
  • шлифуем устройство наждачной бумагой. Чтобы работать было удобней, корпус рекомендуется закрепить в сверлильный станок.

Процесс изготовления генератора из двигателя завершен, остается испытать его в деле. Для выполнения проверки понадобятся:

  • выпрямитель;
  • мультиметр;
  • контролер зарядки;
  • аккумуляторная батарея от мотоцикла;
  • самодельный электрический генератор.

Продумайте, каким образом будет осуществляться вращение. Пальцами это делать не получится, так как не сможете создать нужное количество оборотов. Рекомендуем использовать электрическую дрель либо шуруповерт.

Определяем на подготовленном приборе пару рабочих проводов, остальные отрезаем. Провода подсоединяем через выпрямительное устройство к контроллеру зарядки, и далее – к аккумулятору. Фиксируем крепления мультиметра на аккумуляторные клеммы – генератор к испытаниям подготовлен.

Генераторный шкив заряжаем в патрон электроинструмента, с помощью которого будет выполняться раскрутка, и даем обороты в пределах 800 – 1000 вращений. В результате, при умеренном залипании магнитов, должно получиться 270 Вольт, что окажется вполне приемлемым показателем.

Как лучше всего использовать такое устройство? Если установить генератор на бензопилу, получится маленькая электростанция, энергии которой окажется достаточно, чтобы осветить две небольшие комнаты, запустить компьютер и даже посмотреть телевизор.

Возможно подключение генератора к гидротурбине, установленной в домашнем водопаде или ручье с быстрым течением.

Некоторые устанавливают ветрогенераторы, и из полученной механической энергии вырабатывают электрическую. Для этого подходят генераторы не только из асинхронного, но и коллекторного двигателя. Альтернативный источник питания вполне безопасен, способен запуститься при скорости ветра, равной двум – трем метрам в секунду. А вот при десятиметровых порывах ветра такой генератор достигнет максимального показателя КПД, хотя для домашнего потребления будет достаточно и четырех метров, позволяющих вырабатывать 0. 15 – 0.20 кВт, чего окажется вполне достаточно, чтобы осветить помещение и смотреть телевизор.

На 1 – 5 кВт смело включайте компьютер, холодильник и даже стиральную машину. А вот 20 кВт будет уже достаточно, чтобы подать тепло в отопительную систему.

Лучше всего, если установленный вами ветряк окажется трехлопостным – так как он является наиболее результативным в работе. В качестве его основы используйте стальной прут, на который закрепите генератор, лопасти и ротор. Продумайте защиту для генератора, чтобы он не страдал от неблагоприятных погодных условий. Для подвижной части ветроустановки предусмотрите шарнирное крепление. От генератора по длине мачты прокладываем провод, выводим его на щиток, подсоединяем контроллер, инвертор и аккумуляторное устройство. Как видите, схема подключения проста.

Заключение

Проявив терпение, вы сможете из электрического мотора старой стиральной машины самостоятельно изготовить генератор электрической энергии, который в трудную минуту придет к вам на помощь. Кроме того, с такой самодельной установкой можно начать неплохо экономить на оплате коммунальных услуг.

В этой статье будет рассмотрена переделка двигателя от стиральной машины в электрогенератор. Все этапы переделки будут пошагово расписаны и проиллюстрированы, так что если у вас есть поломанная стиральная машина, не спешите её выбрасывать!

Чистая энергия, полученная на основе природных ресурсов, является одной из самых популярных тем сегодня. Представьте, что у вас на даче или загородном доме стоит генератор, который питает все ресурсы вашего хозяйства бесплатным электричеством. Это может быть ветро- или гидротурбина – неважно. Вы думаете, это все сказки? Вовсе нет.

На самом деле это технические разработки, которые не так уж сложно и дорого осуществить у себя дома своими руками.

Один из таких вариантов на основе бесколлекторного двигателя постоянного тока мы хотим сегодня представить. Автор предлагает такой двигатель от стиральной машины перемонтировать в генератор, перепаяв особым образом ведущие катушки статора. После такой переделки, двигатель можно использовать для ветротурбины. А если его оборудовать водозаборным устройством наподобие турбины Пелтона, тогда можно соорудить гидроэлектрогенератор.

Необходимые материалы и инструменты

Как вы уже наверное поняли, сегодня нам понадобится только сам двигатель от стиральной машины. Автор использовал инверторный двигатель постоянного тока от американской стиралки Fisher&Paykel. Подобные двигатели использует в своей продукции компания LG, присутствующая у нас на отечественном рынке.

Также нам понадобится:

  • Паяльник, флюс и припой;
  • Горячий клей;
  • Мелкозернистая наждачка – нулевка.

Инструменты:

  • Кусачки
  • Плоскогубцы
  • Малярный нож

Приступаем к перемонтировке двигателя

Для работы необходимо будет демонтировать двигатель из корпуса машины. Он состоит из трех основных частей:

  • Статор – круглая платформа с ведущими катушками обмотки, расположенными вдоль наружной кромки окружности;
  • Ротор – пластиковая или металлическая с пластиковым сердечником крышка. По периметру ее внутренней стенки размещены постоянные магниты;
  • Вал – центральная часть двигателя, оснащенная подшипниками для передачи кинетической энергии барабану стиральной машины.
    Работать мы будем непосредственно со стартером.


Подготовка статора

Размещаем платформу двигателя на столе, и приступаем к работе. Наша цель – перепаять соединения фаз по другой схеме, отличной от оригинала (фото).



Для удобства можно разметить группы по 3 катушки маркером. Кусачками обрезаем каждый из 6 выходов катушек согласно схеме.



Обрезанные края необходимо отогнуть отверткой или от руки, чтобы с ними было в последствии удобнее работать.



Зачищаем каждый контакт мелкозернистой наждачной бумагой для улучшения спайки.



Когда все будет готово и очищено от мусора, соединяем вместе каждую вторую группу из трех контактов. Ручную скрутку усиливаем плоскогубцами.



Паяльником залуживаем скрутку с помощью флюса, и распаиваем ее оловянным припоем. Отмыкаем скрутку, и пропаиваем ее с обратной стороны. То же проделываем и с остальными контактами. В итоге у нас должно получиться семь скруток.




Закольцовывание фаз

Зачищаем контактную группу, использующуюся для подачи питания двигателю.



Теперь необходимо закольцевать оставшиеся 3 фазы. Подбираем кольцо для первой фазы. Его делаем из отрезка медного многожильного кабеля. Размечаем и отрезаем его по размеру внутренней окружности платформы.



Оголяем изоляцию в местах соединения со свободными контактами, и зачищаем их наждачкой. Начинаем припаивать кольцо с контактной группы, проходя каждый из семи, заканчиваем последним контактом. Для надежности соединения обвязываем конец контакта на кольце.





Вторую и третью фазы закольцовываем по аналогии с первой. Необходимо следить за тем, чтобы не припаять соседние контакты между собой.







Нанесение изоляции

Наша переделка двигателя под генератор готова. Остается лишь изолировать спайки на кольце и катушках. Альтернативный метод использовал автор изобретения, применив в качестве изолятора горячий клей.



По его заверениям, такая изоляция еще ни разу не подводила. Однако для тех, кто не уверен в таком способе, стоит воспользоваться изолентой. По окончанию работ двигатель собирается, и его можно применять в сборной конструкции генераторной установки.

Самодельные генераторы – не новость. Многие умельцы изготавливают их, переделывая электродвигатели от разных бытовых приборов или строительных инструментов. Наша задача в этой статье – разобраться с возможностью сделать генератор из двигателя стиральной машины своими руками. Сразу же оговоримся, что сделать этот агрегат, так сказать, по-быстрому не получится. Это достаточно длительный процесс, где придется воспользоваться услугами токаря.

Этапы проведения работ

Что именно должен сделать токарь? Сначала вам своими руками придется разобрать асинхронный электродвигатель от стиральной машины, который предназначен для работы от розетки с напряжением 220 вольт. После чего сердечник мотора передается токарю, который должен срезать на станке часть элемента на глубину два миллиметра. Далее, в сердечнике делаются пазы глубиною 5 мм, куда придется вставить несколько неодимовых магнитов. Пазы лучше делать после того, как будут приобретены сами магниты, потому что размер паза делается под габариты магнита. Кстати, последние – не проблема. Их можно сегодня купить в магазине или заказать в интернет-магазине.

Подготовка шаблона

Итак, сердечник готов, теперь можно переходить к процессам, которые относятся к категории «своими руками». Чтобы закрепить магниты на сердечнике стиралки, необходимо какое-то приспособление. Его можно изготовить из жестяной полосы или из другого схожего по техническим характеристикам материала.

Длина и ширина полосы жести подгоняется под размеры диаметра сердечника и ширины пазов. То есть, шаблон должен точно лечь по месту установки магнитов. Обратите особое внимание на то, что расстояние между магнитами должно быть одинаковое.

Сборка генератора

Все готово, можно переходить к сборке электродвигателя-генератора своими руками. Сразу скажем, что данный процесс требует особого терпения. Здесь спешить не надо. Все дело в том, что магниты будут устанавливаться в пазы сердечника электродвигателя на клей. Небольшие их размеры создают трудность и неудобство в установке, клей скользит, его брызги будут попадать на руки, иногда даже на лицо. Так что пренебрегать мерами охраны труда не стоит. Все-таки клеевой состав – химический раствор, достаточно активный.

Итак, вот схема сборки, как сделать генератор своими руками:

  • поперек ротора наклеивается приготовленный жестяной шаблон;
  • затем в приготовленные пазы устанавливаются неодимовые магниты, здесь очень важно, как было сказано выше, точно соблюдать расстояние установки и угол наклона элементов, потому что даже небольшое отклонение от этих двух параметром может стать причиной залипания, что обязательно приведет к снижению мощности самодельного генератора;
  • теперь промежуток между магнитами надо заполнить специальным материалом, который называется холодная сварка, она очень похожа на пластилин;
  • и последний этап – шлифовка поверхности наждачной бумагой, его можно провести, установив ротор в тиски, а можно на полу или столе;
  • собирается весь электродвигатель своими руками.

Тестирование генератора

Чтобы проверить, как работает собранный нами генератор, необходимо несколько дополнительных элементов. А именно:

  • аккумулятор небольшой емкости, можно от мотоцикла;
  • выпрямитель;
  • мультиметр для определения мощности зарядки;
  • контролер заряда.

Схема подключения генератора для тестирования такова: две обмотки генератора соединяются через выпрямитель с контролером заряда. Последний подключается к аккумулятору. Мультиметр также подключается к клеммам аккумуляторной батареи.

Самое сложное в проверке – это крутить ротор электродвигателя. Вручную достичь необходимой скорости вращения не получится. Поэтому рекомендуется использовать для этих целей или дрель, или шуруповерт. Соединяете один из этих инструментов к ротору двигателя (варианты здесь разные, и их немало) и начинаете крутить со скоростью вращения 800-1000 об/мин. Если сделанный вами генератор выдает напряжение 220-300 вольт, то это отличный показатель. Если напряжение очень низкое, то, значит, сборка ротора была проведена некачественно. В основном это касается монтажа магнитов (неравномерная установка и не все элементы прикреплены под одним и тем же углом).

Где использовать

Сделать генератор из электродвигателя стиралки нам удалось. Тестирование показало, что он работает. И что дальше? Где можно этот агрегат использовать?

В принципе, если найти энергию, которая смогла бы вращать ротор, то проблем с электроэнергией, к примеру, в небольшом загородном доме, не было бы. Поэтому домашние мастера предлагают несколько часто используемых варианта:

  • Установить генератор к бензиновому двигателю. К примеру, это может быть старая пила «Дружба» или мотор от мотоцикла.
  • Подключить к ветряку, тем самым сделав ветровой генератор тока.
  • Соединить с гидротурбиной, которую установить в самодельный водопад или быстро текущий ручей.

Два последних варианта самые дешевые, так как нет необходимости покупать дополнительный энергоноситель. Это экологически чистые установки, работающие на альтернативном топливе.

И еще один момент. Сделать из мотора стиральной машинки генератор мощностью 5 кВт и больше не получится. Поэтому не уповайте на то, что из этого агрегата можно сделать прибор, полностью заменяемый электрическую сеть. Но для пары комнат или для бани (гаража и так далее) подойдет. Максимум, что может выработать такой генератор – это 2 кВт. К тому же 380 вольт от него также не ждите.

Добавим, что из двигателя постоянного тока также можно сделать генератор. Тем более, в некоторых стиральных машинках, такие агрегаты устанавливаются. В таких моторах отличительной чертой выступают графитовые щетки.


Электродвигатель от стиральной машинки очень просто найти в виду того, что он редко выходит из строя по сравнению с другими узлами, а сами машинки выбрасываются на свалку сплошь и рядом. Вещь для самодельщиков очень ценная, учитываю сколько простых станков можно построить на его базе.
Данный мотор вполне может работать и в роли генератора. Но к сожалению, просто так его не он не будет вырабатывать энергию, так как в нем отсутствую постоянные магниты, способные создать ЭДС в его обмотках.

Как запустить двигатель от стиральной машины в роли генератора на 220 В

Двигатель от стиралки имеет имеет классическое строение коллекторного электродвигателя. И работать может как от постоянного, так и переменного тока. Все дело в управлении им.
Обычно мотор от стиралки имеет 6 выводов на колодке подключения: первая пара сверху — это вывода датчика тахометра, для контроля частоты вращения — они нам не понадобятся. Вторые два по середине — вывода обмотки статора. Третья самая нижняя пара — это вывода ротора.


Чтобы заставить мотор вырабатывать ток нужно подать некоторое напряжение на ротор. Это создаст на нем магнитное поле, которое в свою очередь при его вращении создаст ЭДС на обмотке статора.
Подключаем провода к ротору, к которым в дальнейшем будет подключен источник питания.


Подключаем провода к статору. К концам проводов — мультиметр для замера напряжения на выходе.


Для показа, крутнем вал двигателя без подключенного к ротору источника.


В итоге мультиметр показал ноль вольт и это понятно.
Подключаем источник питания. В роли него послужит литий-ионная батарея на 3,7 В. Опять крутнем вал рукой.


Мультиметр выдал некое значение, а значит энергия вырабатывается.
Меняем батарею 3,7 В на аккумулятор 12 В. Вращаем рукой.


Результат: напряжение повышается.
Чтобы создать больший момент соответствующий рабочим оборотам двигателя, на шкив намотаем лебедку.


Дернем, создав вращение.


Хоть и мультиметр показывает 75 В, но в реале напряжение больше, так как электронное устройство имеет задержку и не способно посчитать мгновенные всплески электричества.
Для наглядности подключим лампу накаливания на 220 В. Так же намотаем лебедку и дернем ее.

Лампочка вспыхнет на непродолжительное время.

Заключение

Мотор от стиралки вполне годен как генератор напряжения, но его трудно куда-то «пристроить», так как он: выдает постоянный ток, требует высоких оборотов, требует дополнительного питания для работы и в случае его остановки это питание нужно как-то отключать.
Но есть и плюсы: выходным током можно легко управлять по средством регулировки тока цепи ротора, отсутствует магнитное залипание, небольшие размеры по сравнению с генераторами на постоянных магнитах.

как переделать ветромотор своими руками

Не всегда покупка заводского генератора является целесообразной. Иногда проще использовать подручные материалы и инструменты, чтобы сделать его самостоятельно. Устройства мощностью до 1 кВт будет достаточно для подключения уличного освещения на даче или любых других бытовых приборов. Можно соорудить такой генератор из асинхронного двигателя.

Конструктивные особенности

Изготовление асинхронного генератора своими руками дает множество преимуществ. Это бесплатный источник электричества, который можно использовать в разных целях. К тому же сделать такую работу может даже начинающий мастер.

Конструктивно схема электрогенератора будет состоять из нескольких ключевых элементов:

  1. Ротор. Он имеет лопасти, турбину и хвост, который позволяет монтировать конструкцию против направления ветра.
  2. Мачта. Может быть с растяжками или без, которые нужны для установки ротора. Как правило, высота мачт составляет около 5—6 метров, хотя это зависит от ветров в определённом регионе.
  3. Аккумуляторы. Можно взять старые свинцовые агрегаты.
  4. Электрогенератор переменного тока. Для этого нужно подготовить двигатель для последующей переделки.
  5. Устройство с дисплеем, чтобы регулировать уровень заряда аккумулятора.
  6. Преобразователь электричества. Достаточно мощности в 1 тыс. Вт.
  7. Система заземления.

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.

Необходимые материалы и инструменты

Для изготовления мотора-генератора своими руками достаточно иметь антисинхронный двигатель. Остальные материалы можно найти в хозяйстве или на специализированных рынках радиотехники.

Могут понадобиться такие инструменты и материалы:

  1. Труба из стали с толщиной стенок не менее 3 мм и общим диаметром 6 см и больше. Высоту нужно подбирать индивидуально, в зависимости от скорости ветров в регионе. Но нужно помнить, что чем выше будет мачта, тем сильнее будет дуть ветер и, соответственно, вырабатываться больше электричества.
  2. Для изготовления лопастей можно использовать различные материалы, но лучше купить готовую деталь заводского производства, так как она будет идеально откалибрована. Самостоятельно изготовить её можно из труб или листов ПВХ, металла. Кроме этого, может подойти деревянная доска, профиль из стеклоткани.
  3. В качестве основы (опоры для мачты) подойдёт бетонная стяжка. С другой стороны, можно использовать металл или дерево. Нужно только помнить, что за надёжность конструкции отвечает основа. Если опора будет слабой, то мачта со временем рухнет от ветра.
  4. Дрель и набор свёрл.
  5. Ножовка.
  6. Разводной ключ.
  7. Рулетка.
  8. Лист металла, который будет служить материалом для изготовления мачты.
  9. Стальная рама. Она будет выполнять функцию основы для ветрогенератора, поворотного механизма и лопастей.
  10. Весь необходимый дополнительный инструмент, включая сварку, с помощью которого можно изготовить устройство.
  11. Хомуты для фиксации растяжек.
  12. Металлический трос с сечением 12 мм.

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.

Нюансы монтажа

Как правило, для изготовления ветро генератора из асинхронного двигателя своими руками применяется ветряк с тремя лопастями, которые в диаметре достигают двух метров. Если увеличить количество лопастей или их длину, то улучшение характеристик не произойдёт. Перед тем как выбирать модификацию устройства, тип, характеристики, габариты, необходимо осуществить правильный расчёт.

Для начала нужно рассчитать мощность самой мачты. Она должна устанавливаться на бетонную основу толщиной полметра. Предварительно следует вырыть яму, также учитывая при этом состояние и тип почвы.

Подключать к электросети каждый из приборов нужно в определённом порядке. Сначала идут аккумуляторы, а потом уже и ветрогенератор. Вращаться вал электромотора может либо горизонтально, либо вертикально. Как правило, устанавливают в вертикальном положении, это связано с конструктивными особенностями. Для обеспечения защиты от влаги генератор оборудуют прокладками или колпаком.

Для установки мачты необходимо выбрать открытое место, где будет максимальное количество ветров. Высота монтажа генераторного устройства должна быть достаточно большой. Переделанный асинхронник в идеальном варианте устанавливается на высоте 15 метров, но на практике мачты более 7 метров никто не использует.

В качестве основного источника электрического питания дома устройство лучше не использовать. Такое тихоходное устройство следует устанавливать для страховки от ситуаций с перебоями в электричестве или для экономии семейного бюджета, поскольку счёт за централизованную подачу существенно уменьшается.

Стоит отметить, что установки подобного типа можно использовать не во всех регионах. Минимальная скорость ветра для целесообразности использования должна постоянно держаться на отметке 7 метров за секунду. Если этот показатель меньше, то и электроэнергии будет вырабатываться очень мало.

Перед установкой проводятся необходимые расчёты. В некоторых ситуациях могут возникнуть сложности с обработкой узлов асинхронного движка. Ветряк нельзя изготовить без соответствующих модулей, а также проведения предварительных испытаний устройства. Подключение такого оборудования осуществить невозможно.

Переделка своими руками

Конечно, можно купить асинхронный генератор заводского производства, но вариант самостоятельного изготовления значительно экономнее и не занимает много времени. В процессе не должно возникнуть никаких сложностей даже у неопытного человека.

Для переделки коллекторного двигателя переменного тока необходимо подготовить некоторые инструменты. Выполнять работу нужно с учётом определённых правил:

  1. Основной особенностью работы устройства является более высокая скорость вращения вала генератора, нежели двигателя. Поэтому сначала следует выяснить количество оборотов мотора за определённое время. Сделать можно такую операцию тахометром.
  2. Зная этот показатель, к полученой цифре требуется прибавить 10%. То есть при оборотах мотора в 1200 оборотов за минуту генератор должен иметь вращение 1310 оборотов.
  3. Для производства однофазного устройства или трёхфазного на 380 вольт необходимо подготовить ёмкость для конденсаторов. Следует учесть, что все конденсаторы системы не должны отличаться фазами.
  4. Ёмкость лучше подбирать средних размеров. Если она будет очень большой, то моторчик может перегреваться.
  5. К выбору и установке конденсаторов нужно подойти особо тщательно. Они должны обеспечивать нужное вращение вала двигателя. Их изоляция также важна во избежание попадания влаги.

Генератор можно взять и с других устройств, к примеру, от автомобиля ВАЗ. После этого требуется переходить к его монтажу на мачту. Следует помнить, что в случае использования ротора, работающего в короткозамкнутом режиме, устройство будет вырабатывать ток с высоким напряжением.

Для получения 220 вольт следует оснастить устройство понижающим трансформатором. Устройство не нужно подключать к электросети, поскольку оно работает по методу самозапитки.

Таким образом, сделать генератор из асинхронного двигателя не является сложной задачей даже для начинающего мастера. Если учесть все возможности устройства, то можно сделать вывод, что в определённых ситуациях оно поможет с перебоями электричества, а при установлении очень мощного ветрогенератора будет основным источником энергии в доме.

Электродвигатели и генераторы

Введение с использованием анимации и схем для объяснения физических принципов некоторых различных типов электродвигателей, генераторов, генераторов переменного тока, линейные двигатели и громкоговорители.

Двигатели постоянного тока

Простой двигатель постоянного тока имеет катушку с проволокой, которая может вращаться в магнитном поле. В ток в катушке подается через две щетки, которые обеспечивают подвижный контакт с разрезное кольцо.Катушка находится в постоянном магнитном поле. Силы приложили на токоведущих проводах создают крутящий момент на катушке. Сила F на проводе длиной L, по которому течет ток i в магнитном поле. B равно iLB, умноженному на синус угла между B и i, который будет равен 90 °, если поля были равномерно вертикальными. Направление F идет справа ручное правило, как показано здесь. Две силы, показанные здесь, равны и противоположны, но они смещены вертикально, поэтому создают крутящий момент.(Силы на две другие стороны катушки действуют по одной и той же линии и поэтому не создают крутящего момента.)

Катушку также можно рассматривать как магнитный диполь или небольшой электромагнит, как указано стрелкой SN: согните пальцы правой руки в направление течения, а большой палец — северный полюс. В эскизе Справа изображен электромагнит, образованный катушкой ротора. как постоянный магнит, и тот же крутящий момент (север притягивает юг) действовать, чтобы выровнять центральный магнит.

Обратите внимание на влияние щеток на разрезное кольцо . Когда плоскость вращающейся катушки достигает горизонтали, щетки разорвут контакт (теряется не так много, потому что это точка нулевого момента все равно — силы действовать внутрь). Угловой момент катушки переносит ее через этот разрыв. точка, и ток затем течет в противоположном направлении, что меняет направление на противоположное. магнитный диполь.Итак, после прохождения точки останова ротор продолжает движение. повернуть против часовой стрелки и начать выравнивание в обратном направлении. в В следующем тексте я буду в основном использовать картинку «крутящий момент на магните», но имейте в виду, что использование щеток или переменного тока может привести к появлению полюсов электромагнит, о котором идет речь, меняет положение, когда ток меняет направление.

Крутящий момент, создаваемый в течение цикла, зависит от вертикального разделения две силы.Следовательно, это зависит от синуса угла между ось катушки и поле. Однако из-за разрезного кольца оно всегда в том же смысле. Анимация ниже показывает его изменение во времени, а вы можно остановить на любом этапе и проверить направление, приложив правую руку правило.


Двигатели и генераторы

Теперь двигатель постоянного тока также является генератором постоянного тока.Взгляните на следующую анимацию. В катушка, разрезное кольцо, щетки и магнит — это то же оборудование, что и двигатель выше, но катушка вращается, что генерирует ЭДС.

Если вы используете механическую энергию для вращения катушки (N витков, область A) с равномерной угловая скорость ω в магнитном поле B , это создаст в катушке синусоидальную ЭДС. ЭДС (ЭДС или электродвижущая сила — это почти то же самое, что и напряжение).Пусть θ будет угол между B и нормалью к катушке, поэтому магнитный поток φ равен NAB.cos θ. Закон Фарадея дает:

Приведенная выше анимация будет называться генератором постоянного тока. Как и в двигателе постоянного тока, концы катушки соединяются с разрезным кольцом, две половины которого контактируют кистями. Обратите внимание, что щетки и разрезное кольцо «исправляют» создаваемую ЭДС: контакты организованы так, что ток всегда будет течь в одном и том же направление, потому что, когда катушка проходит мимо мертвой точки, где щетки встречаются зазор в кольце, соединения между концами катушки и внешние клеммы перевернуты.ЭДС здесь (без учета мертвой зоны, которая обычно бывает при нулевом напряжении) равна | НБА ω sin ωt |, как нарисовано.

Генератор

Если нам нужен AC, нам не нужно исправление, поэтому нам не нужны разрезные кольца. ( Этот это хорошая новость, потому что разрезные кольца вызывают искры, озон, радиопомехи и дополнительный износ. Если хочешь Постоянного тока, часто лучше использовать генератор и выпрямлять диоды.)

В следующей анимации две кисти соприкасаются с двумя непрерывными кольцами, поэтому две внешние клеммы всегда подключены к одним и тем же концам катушки.Результатом является не исправленная синусоидальная ЭДС, определяемая NBAω sin ωt, который показан на следующей анимации.

Это генератор переменного тока. Преимущества переменного и постоянного тока генераторы сравниваются в разделе ниже. Выше мы видели, что двигатель постоянного тока также является генератором постоянного тока. Точно так же генератор переменного тока также является двигателем переменного тока. Тем не мение, это довольно негибкий. (Смотри как настоящие электродвигатели работают для более подробной информации.)

Задняя ЭДС

Теперь, как показывают первые две анимации, двигатели и генераторы постоянного тока могут быть то же самое. Например, двигатели поездов становятся генераторами, когда поезд замедляется: они преобразуют кинетическую энергию в электрическую и мощность обратно в сеть. В последнее время несколько производителей начали производить легковые автомобили. рационально. В таких автомобилях электродвигатели, используемые для привода автомобиля, также используется для зарядки аккумуляторов при остановке автомобиля — это называется регенеративным торможение.

Итак, вот интересное следствие. Каждый двигатель — это генератор . Это правда, в некотором смысле, даже когда он функционирует как двигатель. ЭДС, что двигатель генерирует называется обратной ЭДС . Обратная ЭДС увеличивается с увеличением скорость из-за закона Фарадея. Итак, если двигатель не нагружен, он очень сильно крутится. быстро и разгоняется до появления обратной ЭДС плюс падение напряжения из-за потерь, равно напряжению питания. Обратную ЭДС можно рассматривать как «регулятор»: он останавливает двигатель, вращающийся бесконечно быстро (что избавляет физиков от некоторого затруднения).Когда двигатель нагружен, то фаза напряжения становится ближе к фазе тока (начинает выглядят резистивными), и это кажущееся сопротивление дает напряжение. Итак, спина Требуемая ЭДС меньше, и двигатель вращается медленнее. (Чтобы добавить обратно ЭДС, которая является индуктивной, к резистивной составляющей необходимо добавить напряжения которые не совпадают по фазе. См. AC схем.)

Катушки обычно имеют сердечники

На практике (и в отличие от схем, которые мы нарисовали) генераторы и постоянный ток двигатели часто имеют сердечник с высокой проницаемостью внутри катушки, так что большие магнитные поля создаются умеренными токами.Это показано слева в рисунок ниже, на котором статоры (магниты, которые являются статическими) постоянные магниты.

Моторы универсальные

Магниты статора тоже могут быть выполнены в виде электромагнитов, как показано выше. справа. Два статора намотаны в одном направлении, чтобы поле в том же направлении, а у ротора есть поле, которое дважды меняет направление за цикл, потому что он подключен к щеткам, которые здесь не указаны.Один Преимущество наличия статоров в двигателе состоит в том, что можно сделать двигатель который работает от переменного или постоянного тока, так называемый универсальный двигатель . Когда вы едете у такого мотора с переменным током ток в катушке меняется дважды в каждом цикле (помимо изменений со щеток), а вот полярность статоров изменяется одновременно, поэтому эти изменения аннулируются. (К сожалению, кисти еще остались, хотя я спрятал их в этом наброске.) За преимущества и недостатки постоянного магнита по сравнению со статорами с обмоткой см. ниже. Также смотрите больше на универсальных моторах.

Построить простой мотор

Чтобы построить этот простой, но странный мотор, вам понадобятся два довольно сильных магнита. (подойдут редкоземельные магниты диаметром около 10 мм, магниты), жёсткий медный провод (не менее 50 см), два провода с крокодилом зажимы на обоих концах, фонарь на шесть вольт, две банки для безалкогольных напитков, два блока дерева, липкой ленты и острого гвоздя.

Сделайте катушку из жесткого медного провода, чтобы не нуждаться во внешних служба поддержки. Намотайте от 5 до 20 витков по кругу диаметром около 20 мм и два конца радиально направлены наружу в противоположных направлениях. Эти цели будут быть одновременно осью и контактами. Если провод имеет лаковую или пластиковую изоляцию, снимите его на концах.

Опоры оси могут быть выполнены из алюминия, поэтому что они создают электрический контакт.Например, проткнуть безалкогольный напиток банки с гвоздем, как показано на рисунке. Расположите два магнита с севера на юг, так что магнитное поле проходит через катушку под прямым углом к оси. Приклейте магниты изолентой или приклейте к деревянным блокам (не показаны на схеме), чтобы они оставались на нужной высоте, затем переместите блоки поставить их на место, достаточно близко к катушке. Сначала поверните катушку так что магнитный поток через катушку равен нулю, как показано на схеме.

Теперь возьмем аккумулятор и два провода с зажимами типа «крокодил». Соединять два вывода аккумулятора к двум металлическим опорам для катушка и она должна повернуться.

Обратите внимание, что у этого двигателя есть по крайней мере одна «мертвая зона»: он часто останавливается. в положении, когда на катушке отсутствует крутящий момент. Не уходи он горит слишком долго: он быстро разряжает аккумулятор.

Оптимальное количество витков в катушке зависит от внутреннего сопротивление аккумулятора, качество опорных контактов и тип провода, поэтому вам следует поэкспериментировать с разными значениями.

Как уже говорилось выше, это тоже генератор, но очень неэффективный. Чтобы увеличить ЭДС, используйте больше витков (может потребоваться использовать более тонкую проволоку и рамку для намотки.) Вы можете использовать например, электродрель, чтобы быстро ее повернуть, как показано на рисунке выше. Воспользуйтесь осциллографом, чтобы посмотреть на генерируемую ЭДС. Это переменный или постоянный ток?

У этого двигателя нет разъемного кольца, почему он работает на DC? Проще говоря, если бы он был точно симметричным, это не сработало бы.Однако, если ток в одном полупериоде немного меньше, чем в другом, то средний крутящий момент не будет равен нулю, и, поскольку он вращается достаточно быстро, угловой момент, приобретенный во время полупериода с большим током, переносит его через полупериод, когда крутящий момент находится в противоположном направлении. По крайней мере два эффекта могут вызвать асимметрию. Даже если провода полностью зачищены и чистые, контактное сопротивление вряд ли будет одинаковым даже в состоянии покоя. Кроме того, само вращение вызывает прерывистый контакт, поэтому, если во время одной фазы есть более длительные отскоки, этой асимметрии будет достаточно.В принципе, вы можете частично зачистить провода таким образом, чтобы ток был равен нулю за один полупериод.

Альтернативная версия простого двигателя Джеймса Тейлор.
Еще более простой двигатель (который к тому же намного проще для понимания!) — это униполярный двигатель.

Двигатели переменного тока

С помощью переменного тока мы можем изменить направление поля без использования щеток.Это хорошие новости, потому что мы можем избежать дуги, образования озона и омическая потеря энергии, которую могут повлечь за собой щетки. Далее, потому что кисти контактируют между движущимися поверхностями, они изнашиваются.

Первое, что нужно сделать в двигателе переменного тока, — это создать вращающееся поле. ‘Обычный’ Переменный ток от 2-х или 3-х контактной розетки — это однофазный переменный ток — он имеет одну синусоидальную разность потенциалов создается только между двумя проводами — активным и нейтральным. (Обратите внимание, что заземляющий провод не пропускает ток, за исключением электрические неисправности.) При однофазном переменном токе можно создать вращающееся поле. за счет генерации двух противофазных токов с помощью, например, конденсатора. В показанном примере два тока сдвинуты по фазе на 90 °, поэтому вертикальный составляющая магнитного поля синусоидальная, а горизонтальная косусоидальная, как показано. Это дает поле, вращающееся против часовой стрелки.

(* Меня попросили объяснить это: из простого AC Теоретически, ни катушки, ни конденсаторы не имеют напряжения в фазе с электрический ток.В конденсаторе напряжение максимально, когда заряд закончил течь на конденсатор и вот-вот начнет стекать. Таким образом, напряжение отстает от тока. В чисто индуктивной катушке падение напряжения является наибольшим, когда ток изменяется наиболее быстро, что также когда ток равен нулю. Напряжение (падение) опережает ток. В моторных катушках фазовый угол меньше 90, потому что электрические энергия преобразуется в механическую энергию.)

На этой анимации графики показывают изменение токов во времени. в вертикальной и горизонтальной катушках. График компонент поля B x и B y показывает, что векторная сумма этих двух полей является вращающейся поле. Основное изображение показывает вращающееся поле. Он также показывает полярность магнитов: как указано выше, синий представляет северный полюс, а красный — южный полюс.

Если мы поместим постоянный магнит в эту область вращающегося поля, или если мы поместим в катушке, ток которой всегда течет в одном и том же направлении, тогда это становится Синхронный двигатель . В широком диапазоне условий двигатель будет повернуть со скоростью магнитного поля. Если у нас много статоров, вместо этого всего двух пар, показанных здесь, то мы могли бы рассматривать его как шаговый двигатель: каждый импульс перемещает ротор на следующую пару задействованных полюсов.Пожалуйста, помните мое предупреждение об идеализированной геометрии: настоящие шаговые двигатели десятки полюсов и довольно сложные геометрические формы!

Асинхронные двигатели

Теперь, поскольку у нас есть изменяющееся во времени магнитное поле, мы можем использовать наведенную ЭДС в катушке — или даже просто вихревые токи в проводнике — чтобы ротор магнит. Правильно, если у вас есть вращающееся магнитное поле, вы можете просто вставил проводник и получается.Это дает несколько преимуществ асинхронные двигатели : отсутствие щеток или коммутатора означает более простое производство, нет износ, отсутствие искр, отсутствие образования озона и отсутствие связанных с этим потерь энергии с ними. Слева внизу схематическое изображение асинхронного двигателя. (Для фотографий настоящие асинхронные двигатели и более подробную информацию см. в разделе «Индукция». двигатели.)

Анимация справа представляет двигатель с короткозамкнутым ротором .Белка клетка имеет (во всяком случае, в этой упрощенной геометрии!) два круглых проводника, соединенных несколькими прямыми стержнями. Любые два стержня и соединяющие их дуги образуют катушка — на что указывают синие черточки на анимации. (Только два из для простоты показано много возможных схем.)

На этой схеме показано, почему их можно назвать двигателями с короткозамкнутым ротором. Реальность иная: фотографии и подробности см. В разделе «Индукция». моторы.Проблема с показанными асинхронными двигателями и двигателями с короткозамкнутым ротором в этой анимации показано, что конденсаторы высокой стоимости и высокого напряжения стоят дорого. Одним из решений является двигатель с экранированным полюсом, но его вращающийся поле имеет некоторые направления, в которых крутящий момент небольшой, и имеет тенденцию бежать назад при некоторых условиях. Самый простой способ избежать этого — использовать многофазные двигатели.

Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока

Однофазный используется в домашних условиях для приложений с низким энергопотреблением, но у него есть недостатки.Во-первых, он выключается 100 раз в секунду (вы не обратите внимание, что флуоресцентные лампы мигают с такой скоростью, потому что ваши глаза слишком медленные: даже 25 изображений в секунду на экране телевизора достаточно, чтобы дать иллюзию непрерывного движения.) Во-вторых, это делает его неудобным для создания вращающихся магнитных полей. По этой причине некоторая высокая мощность (несколько кВт) для бытовых устройств может потребоваться трехфазная установка. Промышленное применение широко использовать трехфазный двигатель, трехфазный асинхронный двигатель является стандартным рабочая лошадка для приложений большой мощности.Три провода (не считая земли) несут три возможных разности потенциалов, которые не совпадают по фазе с каждым другое на 120 °, как показано на анимации ниже. Таким образом, три статора плавно вращающееся поле. (Видеть это ссылку для получения дополнительной информации о трехфазном питании.)

Если поместить постоянный магнит в такой набор статоров, он станет синхронным. трехфазный двигатель .На анимации изображена беличья клетка, в которой простота показана только одна из многих петель наведенного тока. Без механической нагрузки, он вращается практически синхронно с вращающимся полем. Ротор не обязательно должен быть беличьей клеткой: на самом деле любой проводник, который переносимые вихревые токи будут вращаться, стремясь следовать за вращающимся полем. Такая компоновка может дать асинхронный двигатель , обладающий высоким КПД, высокая мощность и высокие крутящие моменты в диапазоне скоростей вращения.

Линейные двигатели

Набор катушек можно использовать для создания магнитного поля, которое переводит, скорее, чем вращается. На паре катушек на анимации ниже подается импульс от слева направо, поэтому область магнитного поля перемещается слева направо. А постоянный или электромагнит будет стремиться следовать за полем. Так что простой плита из проводящего материала, потому что наведенные в ней вихревые токи (не показаны) содержат электромагнит. В качестве альтернативы мы могли бы сказать, что из Фарадея закон, ЭДС в металлической плите всегда индуцируется, чтобы противодействовать любому изменению в магнитном потоке, а силы на токах, вызванные этой ЭДС, сохраняют поток в плите почти постоянный.(Вихревые токи на этой анимации не показаны.)

В качестве альтернативы мы могли бы иметь комплекты катушек с питанием в подвижной части, и индуцируют вихревые токи в рельсе. В любом случае получается линейный двигатель, который был бы полезен, скажем, для поездов на магнитной подвеске. (В анимации геометрия как обычно на этом сайте, в высшей степени идеализирован, и только один вихревой ток показано.)

Некоторые примечания к двигателям переменного и постоянного тока для приложений большой мощности

    Этот сайт изначально был написан в помощь старшеклассникам. и учителя в Новом Южном Уэльсе, Австралия, где в новой программе по истории и приложениям физики за счет самой физики, был введен.В новой программе в одной из точечных точек указано следующее: озадачивающее требование: «объясните, что двигатели переменного тока обычно вырабатывают малую мощность и связывают это с их использованием в электроинструментах «.
Двигатели переменного тока используются для приложений с большой мощностью, когда это возможно. Три фазные асинхронные двигатели переменного тока широко используются для приложений большой мощности, в том числе тяжелая индустрия. Однако такие двигатели непригодны, если многофазность недоступна, или трудно доставить.Электропоезда тому пример: строить проще линии электропередач и пантографы, если нужен только один активный проводник, так что это обычно имеет постоянный ток, и многие двигатели поездов работают на постоянном токе. Однако из-за недостатков постоянного тока для высокой мощности, более современные поезда преобразуют постоянный ток в переменный, а затем бегут трехфазные двигатели.

Однофазные асинхронные двигатели имеют проблемы с объединением приложений высокая мощность и гибкие условия нагрузки. Проблема заключается в создании вращающееся поле.Конденсатор может использоваться для подачи тока в один набор катушки впереди, но дорогие высоковольтные конденсаторы стоят дорого. Затененный Вместо них используются полюсы, но крутящий момент на некоторых углах невелик. Если нельзя создают плавно вращающееся поле, и если груз «проскальзывает» далеко за поле, то крутящий момент падает или даже меняется на противоположное.

В электроинструментах и ​​некоторых приборах используются щеточные электродвигатели переменного тока. Кисти вводят потери (плюс образование дуги и озона).Полярность статора изменена. 100 раз в секунду. Даже если материал сердечника выбран так, чтобы минимизировать гистерезис потери («потери в железе»), это способствует неэффективности и возможности перегрева. Эти моторы можно назвать универсальными. двигатели, потому что они могут работать на постоянном токе. Это дешевое, но грубое решение. и неэффективно. Для приложений с относительно низким энергопотреблением, таких как электроинструменты, неэффективность обычно экономически не важна.

Если доступен только однофазный переменный ток, можно исправить переменный ток и использовать Двигатель постоянного тока. Раньше сильноточные выпрямители были дорогими, но сейчас они становятся все более дорогими. менее дорогой и более широко используемый. Если вы уверены, что понимаете принципы, пора перейти к разделу «Как настоящие электродвигатели работают Джона Стори. Или продолжайте здесь, чтобы найти о громкоговорителях и трансформаторах.


Громкоговорители

Громкоговоритель — это линейный двигатель с небольшим диапазоном.Имеет одинарное перемещение катушка, которая постоянно, но гибко подключена к источнику напряжения, поэтому кистей нет.
В катушка движется в поле постоянного магнита, который обычно имеет форму для создания максимального усилия на катушке. Подвижная катушка не имеет сердечника, поэтому его масса невелика, и он может быстро ускоряться, что позволяет частота движения.В громкоговорителе катушка прикреплена к легкому весу. бумажный конус, который поддерживается на внутреннем и внешнем краях круглыми, плиссированные бумажные «пружины». На фотографии ниже динамик находится за пределами нормальный верхний предел его перемещения, поэтому катушка видна над полюса магнита.

Для низкочастотного звука с большой длиной волны необходимы большие диффузоры. Диаметр динамика, показанного ниже, составляет 380 мм. Колонки, предназначенные для низкие частоты называются вуферами.Они имеют большую массу и поэтому трудно быстро разогнаться для высокочастотных звуков. На фотографии ниже часть вырезана, чтобы показать внутренние компоненты.

Твитеры — громкоговорители, предназначенные для высоких частот — может быть просто динамики аналогичной конструкции, но с небольшими диффузорами и катушками малой массы. В качестве альтернативы они могут использовать пьезоэлектрические кристаллы для перемещения конуса.

Громкоговорители представляют собой линейные двигатели со скромным диапазоном — возможно, десятки мм. Подобные линейные двигатели, хотя, конечно, без бумажного конуса, часто используется для радиального перемещения считывающей и записывающей головок на дисководе.

Предупреждение: настоящие двигатели сложнее

Эскизы двигателей были схемами, чтобы показать принципы. Пожалуйста, не сердитесь, если, когда вы разбираете мотор, он выглядит больше. сложный! (Смотри как настоящие электродвигатели работают.) Например, типичный двигатель постоянного тока вероятно, будет иметь много отдельно намотанных катушек для обеспечения более плавного крутящего момента: всегда есть одна катушка, для которой синусоидальный член близок к единице. Это показано ниже для двигателя с обмотанными статорами (вверху) и постоянные статоры (внизу).

Трансформаторы

На фотографии изображен трансформатор, предназначенный для демонстрационных целей: первичная и вторичная обмотки четко разделены и могут быть удалены и заменен поднятием верхней части сердечника.Для наших целей отметим что у катушки слева меньше катушек, чем у правой (вставки показать крупные планы).

На эскизе и схеме показан повышающий трансформатор. Чтобы сделать понижающий трансформатор, достаточно разместить источник справа, а нагрузку — слева. ( Важно Примечание по безопасности : для настоящего трансформатора вы можете только «подключить его задом наперед» только после проверки соответствия номинального напряжения.) Итак, как же трансформатор работает?

Сердечник (заштрихованный) имеет высокую магнитную проницаемость, т.е. материал, из которого формируется магнитное поле намного легче, чем свободное пространство, из-за ориентации атомных диполей. (На фотографии сердечник — ламинированное мягкое железо.) В результате поле сконцентрировано внутри ядра, и почти силовые линии не выходят из ядра. Если следует, что магнитные потоки φ через первичный и вторичный примерно равны, как показано.Из Фарадея По закону ЭДС на каждом витке первичной или вторичной обмотки составляет −dφ / dt. Если пренебречь сопротивлением и другими потерями в трансформаторе, вывод напряжение равно ЭДС. Для N p витков первичной обмотки это дает

Для N s витков вторичной обмотки это дает Разделение этих уравнений дает уравнение трансформатора где r — коэффициент поворотов.А что с током? Если пренебречь потерями в трансформатор (см. ниже раздел об эффективности), и если мы предположим, что напряжение и ток имеют одинаковое фазовое соотношение в первичной обмотке и вторичный, то из сохранения энергии мы можем записать в установившемся состоянии:
    Power in = power out, поэтому

    V p I p = V s I s , откуда

    I с / I p = N p / N с = 1 / r.

Так что ничего не получишь даром: если увеличишь напряжение, то уменьшишься. ток (по крайней мере) в тот же фактор. Обратите внимание, что на фотографии катушка с большим количеством витков имеет более тонкий провод, потому что она предназначена для меньшего ток, чем тот, с меньшим количеством витков.

В некоторых случаях целью упражнения является уменьшение силы тока. В силе линии передачи, например, потери мощности при нагревании проводов из-за их ненулевое сопротивление пропорционально квадрату тока.Таким образом, передача электроэнергии от электростанции позволяет сэкономить много энергии. в город при очень высоких напряжениях, так что токи невелики.

Наконец, и снова предполагая, что трансформатор идеален, давайте спросим, ​​что резистор во вторичной цепи «похож» на первичную цепь. В первичном контуре:

    V p = V s / r и I p = Я с .г так

    V p / I p = V s / r 2 I s = Р / р 2 .

R / r 2 называется отраженным сопротивлением . При условии, что частота не слишком высока, и при наличии сопротивления нагрузки (условия обычно встречается в практических трансформаторах), индуктивное сопротивление первичной обмотки намного меньше, чем это отраженное сопротивление, поэтому первичная цепь ведет себя как если бы источник управлял резистором номиналом R / r 2 .
КПД трансформаторов
На практике реальные трансформаторы имеют КПД менее 100%.
  • Во-первых, это резистивные потери в катушках (потеря мощности I 2 .r). Для данного материала сопротивление катушек можно уменьшить, сделав их поперечное сечение большое. Удельное сопротивление также можно сделать низким, используя медь высокой чистоты. (См. Дрейф скорости и закон Ома.)
  • Во-вторых, в сердечнике наблюдаются потери на вихревые токи.Это может быть уменьшается за счет ламинирования сердечника. Ламинирование уменьшает площадь цепей в ядре, и таким образом уменьшите ЭДС Фарадея, и, таким образом, текущий текущий в ядре, и таким образом теряется энергия.
  • В-третьих, в сердечнике есть гистерезисные потери. Магентизация и кривые размагничивания магнитных материалов часто немного отличаются (гистерезис или зависимость от истории), и это означает, что требуемая энергия намагничивать сердечник (при увеличении тока) не совсем восстанавливается во время размагничивания.Разница в энергии теряется в виде тепла. в основном.
  • Наконец, геометрический дизайн, а также материал сердечника могут быть оптимизированным, чтобы гарантировать, что магнитный поток в каждой катушке вторичной обмотки почти такой же, как и в каждой катушке первичной обмотки.
Подробнее о трансформаторах: генераторы переменного и постоянного тока
Трансформаторы работают только от переменного тока, что является одним из больших преимуществ переменного тока.Трансформеры позволяют понижать 240 В до уровня, удобного для цифровой электроники (всего несколько вольт) или для других приложений с низким энергопотреблением (обычно 12 В). Трансформеры повышайте напряжение для передачи, как упомянуто выше, и понижайте для безопасности распределение. Без трансформаторов потери электроэнергии при распределении сети, и без того высокие, были бы огромными. Возможно преобразование напряжения в DC, но сложнее, чем в AC. Кроме того, такие преобразования часто неэффективно и / или дорого.Дополнительным преимуществом переменного тока является то, что его можно использовать на двигателях переменного тока, которые обычно предпочтительнее двигателей постоянного тока для приложений большой мощности.

Другие ресурсы от нас

Некоторые внешние ссылки на веб-ресурсы по двигателям и генераторам

  • Гиперфизика: Электромоторы с сайта HyperPhysics в штате Джорджия. Отлично сайт в целом, и моторный отсек для этого идеально подходит. Хороший использование веб-графики.Производит двигатели постоянного, переменного тока и асинхронные двигатели и имеет обширный ссылки
  • Громкоговорители .. Еще больше хороших материалов от Государственной Гиперфизики Джорджии. Хорошая графика, хорошие объяснения и ссылки. Этот громкоговоритель сайт также включает в себя вложения.
  • http://members.tripod.com/simplemotor/rsmotor.htm A сайт, описывающий двигатель, построенный студентами. Ссылки на другие двигатели, построенные тот же студент и ссылки также на сайты о моторах.
  • http://www.specamotor.com A сайт, который сортирует двигатели различных производителей в соответствии со спецификациями, введенными пользователем.

В чем разница между постоянными магнитами и наличие электромагнитов в двигателе постоянного тока? Это делает его более эффективным или более могущественный? Или просто дешевле?

Когда я получил этот вопрос на Высшем Доска объявлений школьной физики, я отправил ее Джону Стори, который не только выдающийся астроном, но и строитель электромобилей.Вот его ответ:

В общем, для маленького мотора намного дешевле использовать постоянные магниты. Материалы для постоянных магнитов продолжают совершенствоваться и стали настолько недорогими что даже правительство время от времени присылает вам бессмысленные магниты на холодильник через почту. Постоянные магниты также более эффективны, потому что нет энергии тратится на создание магнитного поля. Так зачем вообще использовать раневое поле Двигатель постоянного тока? Вот несколько причин:

  • Если вы строите действительно большой двигатель, вам понадобится очень большой магнит и в какой-то момент раневое поле может подешеветь, особенно если очень Для создания большого крутящего момента необходимо сильное магнитное поле.Имейте это в виду если вы проектируете поезд. По этой причине в большинстве автомобилей есть стартеры. которые используют поле раны (хотя некоторые современные автомобили теперь используют постоянные магнитные двигатели).
  • У постоянного магнита магнитное поле имеет фиксированное значение (т.е. что означает «постоянный»!) Напомним, что крутящий момент, создаваемый двигателем заданная геометрия равна произведению тока через якорь и напряженность магнитного поля.С двигателем с возбужденным полем у вас есть возможность изменения тока через поле и, следовательно, изменения моторные характеристики. Это открывает ряд интересных возможностей; Вы ставите обмотку возбуждения последовательно с якорем, параллельно, или кормить из отдельно контролируемого источника? Пока есть достаточно крутящий момент для преодоления нагрузки на двигатель, внутреннего трения и т. д., чем слабее магнитное поле, тем * быстрее * двигатель будет вращаться (при фиксированной Напряжение).Сначала это может показаться странным, но это правда! Итак, если вы хотите двигатель, который может производить большой крутящий момент в состоянии покоя, но при этом сильно вращаться скорости при низкой нагрузке (как продвигается конструкция поезда?), возможно раневое поле — вот ответ.
  • Если вы хотите, чтобы ваш двигатель работал как от переменного, так и от постоянного тока (так называемый «универсальный» двигатель), магнитное поле должно менять свою полярность каждые полупериод Электропитание переменного тока, чтобы крутящий момент на роторе всегда был в одном и том же направлении.Очевидно, что для достижения этой цели вам понадобится мотор с возбужденным полем.

Мнения, выраженные в этих заметках, принадлежат мне и не обязательно отражают политика Университета Нового Южного Уэльса или Школы физики. В анимации сделал Джордж Hatsidimitris.
Джо Вулф / [email protected]/ 61-2-9385 4954 (UT + 10, +11 окт-март)

Генератор из двух двигателей своими руками.Самодельный асинхронный генератор. Подготовка и монтаж материалов

Изобретение относится к области электротехники и энергетики, в частности к способам и оборудованию для выработки электрической энергии, и может быть использовано в автономных системах электроснабжения, в автоматике и бытовой технике, на воздушном, морском и автомобильном транспорте.

Благодаря нестандартному способу генерации и оригинальной конструкции мотор-генератор, режимы генератора и электродвигателя совмещены в одном процессе и неразрывно связаны.В результате, когда нагрузка подключена, взаимодействие магнитных полей статора и ротора создает крутящий момент, который совпадает по направлению с крутящим моментом, создаваемым внешним приводом.

Иными словами, с увеличением мощности, потребляемой нагрузкой генератора, ротор мотор-генератора начинает разгоняться, и, соответственно, мощность, потребляемая внешним приводом, уменьшается.

В Интернете уже давно ходят слухи, что генератор с кольцевым якорем Грамма способен генерировать больше электроэнергии, чем затрачивается на механическую энергию, и это было связано с тем, что под нагрузкой не было тормозного момента.

Результаты экспериментов, которые привели к изобретению мотор-генератора.

В Интернете уже давно ходят слухи, что генератор с кольцевым якорем Грамма способен генерировать больше электроэнергии, чем затрачивается на механическую энергию, и это было связано с тем, что под нагрузкой не было тормозного момента. Эта информация побудила нас провести серию экспериментов с кольцевой обмоткой, результаты которых мы покажем на этой странице. Для экспериментов было намотано 24 штуки на тороидальном сердечнике, независимые обмотки, с таким же количеством витков.

1) Сначала массы обмоток были подключены последовательно, выводы к нагрузке расположены диаметрально. В центре обмотки находился постоянный магнит с возможностью вращения.

После того, как магнит приводился в движение с помощью привода, подключалась нагрузка и измерялась скорость привода с помощью лазерного тахометра. Как и следовало ожидать, скорость приводного двигателя начала падать. Чем больше мощности потребляла нагрузка, тем больше падали обороты.

2) Для лучшего понимания процессов, происходящих в обмотке, вместо нагрузки был подключен миллиамперметр постоянного тока.
Медленно вращая магнит, вы можете наблюдать полярность и величину выходного сигнала в данном положении магнита.

На рисунках показано, что, когда полюса магнита находятся напротив выводов обмотки (рис. 4; 8), ток в обмотке равен 0. Когда магнит расположен, когда полюса находятся в центре обмотки, мы имеют максимальное значение тока (рис.2; 6).

3) На следующем этапе экспериментов использовалась только половина обмотки. Магнит также медленно вращался, и показания прибора регистрировались.

Показания прибора полностью совпали с показаниями предыдущего эксперимента (рис. 1-8).

4) После этого к магниту подключился внешний привод и начал вращаться с максимальной скоростью.

При подключении нагрузки привод начал набирать обороты!

Другими словами, когда полюса магнита взаимодействуют и полюса, образующиеся в обмотке, с магнитной цепью, когда ток проходит через обмотку, возникает крутящий момент, направленный вдоль направления крутящего момента, создаваемого приводным двигателем.

Рисунок 1, привод сильно тормозит при подключении нагрузки. Рисунок 2, когда нагрузка подключена, привод начинает разгоняться.

5) Чтобы понять, что происходит, мы решили создать карту магнитных полюсов, которые появляются в обмотках при прохождении через них тока. Для этого была проведена серия экспериментов. Обмотки соединялись в разных вариантах, и на их концы подавались импульсы постоянного тока. В этом случае к пружине был прикреплен постоянный магнит, который, в свою очередь, располагался рядом с каждой из 24 обмоток.

По реакции магнита (отталкивается он или притягивается) составлялась карта возникающих полюсов.

На рисунках показано, как магнитные полюса проявлялись в обмотках при разном включении (желтые прямоугольники на рисунках, это магнитное поле нейтральной зоны).

При смене полярности импульса полюса поменяли местами как положено, поэтому разные варианты включения обмоток рисуются с одной полярностью питания.

6) На первый взгляд результаты на рисунках 1 и 5 идентичны.

При более внимательном анализе выяснилось, что распределение полюсов по окружности и «размер» нейтральной зоны совершенно разные. Сила, с которой магнит притягивался или отталкивался от обмоток и магнитной цепи, показана градиентным заполнением полюсов.

7) При сравнении данных экспериментов, описанных в пунктах 1 и 4, помимо кардинальной разницы в реакции привода на подключение нагрузки, есть существенная разница в «параметрах» магнитных полюсов. , других отличий выявлено не было.В обоих экспериментах вольтметр был подключен параллельно нагрузке, а амперметр — последовательно с нагрузкой. Если показания приборов из первого опыта (точка 1) принять за 1, то во втором эксперименте (точка 4) показание вольтметра также было 1. По показаниям амперметра оно составило 0,005 от результатов первого. эксперимент.

8) Исходя из вышесказанного, логично предположить, что если в неиспользуемой части магнитопровода сделать немагнитный (воздушный) зазор, то ток в обмотке должен возрасти.

После создания воздушного зазора магнит снова подсоединяли к приводному двигателю и раскручивали до максимальной скорости. Сила тока действительно увеличилась в несколько раз и стала составлять примерно 0,5 от результатов эксперимента на точке 1,
, но при этом на приводе был тормозной момент.

9) Как описано в пункте 5, была составлена ​​карта полюсов этой конструкции.

10) Сравним два варианта

Нетрудно предположить, что при увеличении воздушного зазора в магнитной цепи геометрическое расположение магнитных полюсов согласно рисунку 2 должно приближаться к такому расположению, как на рисунке 1.А это, в свою очередь, должно привести к эффекту разгона привода, который описан в пункте 4 (при подключении нагрузки вместо торможения создается дополнительный крутящий момент к крутящему моменту привода).

11) После увеличения зазора в магнитопроводе до максимума (до краев обмотки) при включении нагрузки вместо торможения привод снова стал набирать обороты.

В этом случае карта полюсов обмотки с магнитопроводом выглядит так:

На основе предложенного принципа выработки электроэнергии можно спроектировать генераторы переменного тока, которые при увеличении электрического мощность в нагрузке, не требует увеличения механической мощности привода.

Принцип работы двигателя генератора.

Согласно явлению электромагнитной индукции, когда магнитный поток, проходящий через замкнутый контур, изменяется, в контуре возникает ЭДС.

Согласно правилу Ленца: индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует изменению магнитного потока, вызвавшему этот ток. В этом случае не имеет значения, как именно движется магнитный поток по отношению к контуру (рис.1-3).

Способ возбуждения ЭДС в нашем мотор-генераторе аналогичен рисунку 3. Он позволяет с помощью правила Ленца увеличивать крутящий момент на роторе (индукторе).

1) Обмотка статора
2) Магнитопровод статора
3) Индуктор (ротор)
4) Нагрузка
5) Направление вращения ротора
6) Осевая линия магнитного поля полюсов индуктора

При включении внешнего привода ротор (индуктор) начинает вращаться. Когда начало обмотки пересекает магнитный поток одного из полюсов индуктора, в обмотке индуцируется ЭДС.

При подключении нагрузки в обмотке начинает течь ток, и полюса магнитного поля, возникшего в обмотках, согласно правилу Э. X. Ленца, направляются навстречу возбуждавшему их магнитному потоку.
Поскольку обмотка с сердечником расположена по дуге окружности, магнитное поле ротора перемещается по виткам (дуге окружности) обмотки.

В этом случае в начале обмотки по правилу Ленца возникает полюс, который совпадает с полюсом индуктора, а на другом конце — противоположный.Поскольку одноименные полюса отталкиваются, а противоположные притягиваются, индуктор стремится занять положение, соответствующее действию этих сил, что создает дополнительный момент, направленный по направлению вращения ротора. Максимальная плотность магнитного потока в обмотке достигается в тот момент, когда центральная линия полюса индуктора находится напротив середины обмотки. При дальнейшем перемещении индуктора магнитная индукция обмотки уменьшается, и в момент выхода центральной линии полюса индуктора из обмотки она равна нулю.В этот же момент начало обмотки начинает пересекать магнитное поле второго полюса индуктора, и по правилам, описанным выше, край обмотки, от которого первый полюс начинает отталкивать ее с возрастающей силой .

Чертежи:
1) Нулевая точка, полюса индуктора (ротора) симметрично направлены к разным концам обмотки в обмотке ЭДС = 0.
2) Средняя линия северного полюса магнита (ротора) пересек начало обмотки, в обмотке появилась ЭДС и, соответственно, появился магнитный полюс, совпадающий с полюсом возбудителя (ротора).
3) Полюс ротора находится в центре обмотки, и обмотка имеет максимальное значение ЭДС.
4) Полюс приближается к концу обмотки и ЭДС снижается до минимума.
5) Следующая нулевая точка.
6) Центральная линия южного полюса входит в обмотку, и цикл повторяется (7; 8; 1).

Источник электроэнергии необходим для питания бытовых приборов и промышленного оборудования. Генерировать электрический ток можно несколькими способами. Но наиболее перспективным и экономически выгодным на сегодняшний день является генерация современных электрических машин… Самым простым в изготовлении, дешевым и надежным в эксплуатации оказался асинхронный генератор, вырабатывающий львиную долю потребляемой нами электроэнергии.

Применение электромобилей этого типа продиктовано их достоинствами. Асинхронные электрические генераторы, напротив, предоставляют:

  • более высокая степень надежности;
  • долгий срок службы;
  • рентабельность;
  • минимальных затрат на обслуживание.

Эти и другие свойства асинхронных генераторов заложены в их конструкции.

Устройство и принцип работы

Основными рабочими частями асинхронного генератора являются ротор (подвижная часть) и статор (неподвижный). На рисунке 1 ротор находится справа, а статор — слева. Обратите внимание на конструкцию ротора. Не показывает обмотки из медной проволоки … На самом деле обмотки есть, но они состоят из алюминиевых стержней, закороченных накоротко на кольца, расположенные с двух сторон. На фото стержни видны наклонными линиями.

Конструкция короткозамкнутых обмоток образует так называемую «беличью клетку». Пространство внутри клетки заполнено стальными пластинами. Точнее, алюминиевые стержни вдавливаются в пазы сердечника ротора.

Рис. 1. Ротор и статор индукционного генератора

Асинхронная машина, устройство которой описано выше, называется генератором с короткозамкнутым ротором. Любой, кто знаком с устройством асинхронного электродвигателя, наверняка заметил сходство в конструкции этих двух машин.Фактически, они ничем не отличаются, поскольку индукционный генератор и двигатель с короткозамкнутым ротором практически идентичны, за исключением дополнительных конденсаторов возбуждения, используемых в режиме генератора.

Ротор расположен на валу, который установлен на подшипниках, зажатых с обеих сторон крышками. Вся конструкция защищена металлическим кожухом. Для генераторов средней и большой мощности требуется охлаждение, поэтому на валу дополнительно устанавливается вентилятор, а сам корпус выполнен оребренным (см. Рис. 2).


Рис.2. Асинхронный генератор в сборе

Принцип работы

По определению, генератор — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрический ток. В этом случае не имеет значения, какая энергия используется для вращения ротора: энергия ветра, потенциальная энергия воды или внутренняя энергия, преобразованная турбиной или двигателем внутреннего сгорания в механическую энергию.

В результате вращения ротора магнитные силовые линии, образованные остаточной намагниченностью стальных пластин, пересекают обмотки статора.В катушках образуется ЭДС, которая при подключении активных нагрузок приводит к образованию в их цепях тока.

В этом случае важно, чтобы синхронная скорость вращения вала немного (примерно на 2-10%) превышала синхронную частоту переменного тока (задается числом полюсов статора). Другими словами, необходимо обеспечить асинхронность (рассогласование) частоты вращения на величину скольжения ротора.

Следует отметить, что полученный таким образом ток будет небольшим.Чтобы увеличить выходную мощность, необходимо увеличить магнитную индукцию. Добиться повышения КПД устройства за счет подключения конденсаторов к выводам катушек статора.

На рисунке 3 показана схема асинхронного сварочного генератора переменного тока с конденсаторным возбуждением (левая часть схемы). Обратите внимание, что полевые конденсаторы соединены треугольником. Правая часть рисунка — это фактическая схема самого инверторного сварочного аппарата.


Рис.3. Схема сварочного индукционного генератора

Существуют и другие, более сложные схемы возбуждения, например, с использованием катушек индуктивности и конденсаторной батареи. Пример такой схемы показан на рисунке 4.


Рисунок 4. Схема устройства с индуктивностями

Отличие от синхронного генератора

Основное различие между синхронным генератором переменного тока и асинхронным генератором заключается в конструкции ротора. В синхронной машине ротор состоит из проволочных обмоток.Для создания магнитной индукции используется автономный источник питания (часто дополнительный маломощный генератор постоянного тока, расположенный на одной оси с ротором).

Преимущество синхронного генератора в том, что он генерирует лучший ток и легко синхронизируется с другими генераторами этого типа. Однако синхронные генераторы более чувствительны к перегрузкам и коротким замыканиям. Они дороже асинхронных аналогов и более требовательны в обслуживании — нужно следить за состоянием щеток.

Коэффициент гармоник или коэффициент отключения асинхронных генераторов ниже, чем у синхронных генераторов. То есть вырабатывают практически чистую электроэнергию. На таких токах работают стабильнее:

  • зарядные устройства регулируемые;
  • современных телевизионных приемника.

Асинхронные генераторы обеспечивают надежный запуск электродвигателей, требующих больших пусковых токов. По этому показателю они фактически не уступают синхронным машинам.У них меньше реактивных нагрузок, что положительно сказывается на тепловом режиме, так как меньше энергии тратится на реактивную мощность. Асинхронный генератор имеет лучшую стабильность выходной частоты при различных скоростях ротора.

Классификация

Короткозамкнутые генераторы

получили наибольшее распространение благодаря простоте конструкции. Однако существуют и другие типы асинхронных машин: генераторы переменного тока с фазным ротором и устройства, использующие постоянные магниты, образующие цепь возбуждения.

На рисунке 5 для сравнения показаны два типа генераторов: слева в основании, а справа — асинхронная машина на основе ИД с фазным ротором. Даже бегло взглянув на схематические изображения, можно увидеть сложную конструкцию фазового ротора. Обращает на себя внимание наличие контактных колец (4) и механизма щеткодержателей (5). Цифрой 3 обозначены канавки для обмотки провода, в которые необходимо подать ток для его возбуждения.


Рис.5. Типы асинхронных генераторов

Наличие обмоток возбуждения в роторе асинхронного генератора улучшает качество генерируемого электрического тока, однако теряются такие преимущества, как простота и надежность. Поэтому такие устройства используются как источник автономного питания только в тех сферах, где без них сложно обойтись. Постоянные магниты в роторах используются в основном для производства генераторов малой мощности.

Область применения

Наиболее распространенное использование генераторных установок с короткозамкнутым ротором.Они недорогие и практически не требуют обслуживания. Устройства, оснащенные пусковыми конденсаторами, имеют достойные показатели эффективности.

Асинхронные генераторы переменного тока часто используются как автономный или резервный источник питания. Они с ними работают, они используются для мощных мобильных и.

Генераторы с трехфазной обмоткой уверенно запускают трехфазный электродвигатель, поэтому часто используются на промышленных электростанциях. Также они могут поставлять оборудование в однофазных сетях.Двухфазный режим позволяет экономить топливо для ДВС, так как неиспользуемые обмотки находятся в режиме холостого хода.

Сфера применения достаточно обширна:

  • транспортная промышленность;
  • Сельское хозяйство;
  • сфера бытовая;
  • медицинских учреждения;

Асинхронные генераторы удобны для строительства местных ветро- и гидроэлектростанций.

Асинхронный генератор своими руками

Сразу оговоримся: речь идет не о создании генератора с нуля, а о переделке асинхронного двигателя к генератору.Некоторые умельцы используют готовый статор от мотора и экспериментируют с ротором. Идея состоит в том, чтобы сделать полюса ротора с помощью неодимовых магнитов. Примерно так может выглядеть заготовка с приклеенными магнитами (см. Рис. 6):


Рис. 6. Заготовка с приклеенными магнитами

Магниты наклеиваются на специально повернутую заготовку, которая устанавливается на валу двигателя, соблюдая полярность и угол смещения. Для этого потребуется не менее 128 магнитов.

Готовая конструкция должна быть адаптирована к статору и в то же время обеспечивать минимальный зазор между зубьями и магнитными полюсами изготовленного ротора.Так как магниты плоские, то их придется шлифовать или шлифовать, при этом постоянно охлаждая конструкцию, так как неодим теряет свои магнитные свойства при высокой температуре … Если все сделать правильно, генератор заработает.

Проблема в том, что в кустарных условиях сделать идеальный ротор очень сложно. Но если у вас есть токарный станок и вы готовы потратить несколько недель на его настройку и переделку, вы можете поэкспериментировать.

Предлагаю более практичный вариант — превращение асинхронного двигателя в генератор (см. Видео ниже).Для этого вам понадобится электродвигатель нужной мощности и приемлемой скорости вращения ротора. Мощность двигателя должна быть как минимум на 50% выше требуемой мощности генератора. Если у вас есть такой электродвигатель, приступайте к утилизации. В противном случае лучше купить готовый генератор.

Для обработки потребуется 3 конденсатора марок КБГ-МН, МБГО, МБГТ (можно брать другие марки, но не электролитические). Подбирайте конденсаторы на напряжение не менее 600 В (для трехфазного двигателя).Реактивная мощность генератора Q связана с емкостью конденсатора следующим соотношением: Q = 0,314 · U 2 · C · 10 -6.

При увеличении нагрузки увеличивается реактивная мощность, а это значит, что для поддержания стабильного напряжения U необходимо увеличивать емкость конденсаторов, добавляя новые емкости путем переключения.

Видео: изготовление асинхронного генератора из однофазного двигателя — Часть 1

Часть 2

На практике обычно выбирают среднее значение, предполагая, что нагрузка не будет максимальной.

Выбрав параметры конденсаторов, подключите их к выводам обмоток статора, как показано на схеме (рис. 7). Генератор готов.


Рис. 7. Схема подключения конденсаторов

Асинхронный генератор не требует значительного обслуживания. Его обслуживание заключается в контроле состояния подшипников. На номинальных режимах устройство может работать годами без вмешательства оператора.

Слабое звено — конденсаторы. Они могут потерпеть неудачу, особенно если их рейтинг выставлен неправильно.

Генератор нагревается во время работы. Если вы часто подключаете повышенные нагрузки, следите за температурой устройства или позаботьтесь о дополнительном охлаждении.

Ответ на вопрос, как самому сделать электрогенератор из электродвигателя, основан на знании устройства этих механизмов. Основная задача — превратить двигатель в машину, выполняющую роль генератора. В этом случае следует подумать о том, как будет приводиться в движение весь этот агрегат.

Где используется генератор

Оборудование этого типа используется в совершенно разных сферах. Это может быть промышленный объект, частный или загородный дом, строительная площадка, а также гражданские постройки любого масштаба и назначения.

Словом, сочетание таких агрегатов, как электрогенератор любого типа и электродвигатель позволяет реализовать следующие задачи:

  • Резервный источник питания;
  • Автономное электроснабжение на постоянной основе.

В первом случае речь идет о варианте безопасности при возникновении опасных ситуаций, таких как перегрузка сети, аварии, отключения и т. Д. Во втором случае разнотипный электрогенератор и электродвигатель позволяют получить электричество в районе, где нет централизованной сети. Наряду с этими факторами есть еще одна причина, по которой рекомендуется использовать автономный источник питания — это необходимость подачи стабильного напряжения на ввод потребителя. Такие меры часто принимаются при необходимости ввода в эксплуатацию оборудования с особо чувствительной автоматикой.

Особенности устройства и существующие типы

Чтобы определиться, какой электрогенератор и электродвигатель выбрать для реализации поставленных задач, следует представить себе, в чем разница между существующими типами автономного источника питания.

Бензиновые, газовые и дизельные модели

Основное отличие — вид топлива. С этой позиции их различают:

  1. Бензиновый генератор.
  2. Дизельный механизм.
  3. Газовое устройство.

В первом случае электрогенератор и электродвигатель, содержащиеся в конструкции, в основном используются для обеспечения электричеством на короткое время, что связано с экономической стороной вопроса из-за высокой стоимости бензина.

Преимущество дизельного двигателя заключается в том, что для его обслуживания и эксплуатации требуется значительно меньше топлива. Кроме того, автономный дизель-электрогенератор и электродвигатель в нем будут работать длительное время без остановок из-за большого ресурса двигателя.

Газовое устройство — отличный вариант в случае организации постоянного источника электроэнергии, так как топливо в этом случае всегда под рукой: подключение к газовой магистрали, использование баллонов. Следовательно, стоимость эксплуатации такого агрегата будет ниже из-за наличия топлива.

Основные конструктивные узлы такой машины также различаются по конструкции. Двигатели есть:

  1. Двухтактный;
  2. Четырехтактный.

Первый вариант устанавливается на устройства меньшей мощности и габаритов, второй — на более функциональные устройства.У генератора есть узел — генератор переменного тока, другое его название — «генератор в генераторе». Есть две его версии: синхронная и асинхронная.

По характеру тока различают:

  • Электрогенератор однофазный и соответственно электродвигатель в нем;
  • Трехфазное исполнение.

Чтобы понять, как сделать электрогенератор из асинхронного электродвигателя, важно понимать принцип работы этого оборудования.Итак, в основе функционирования лежит преобразование разных видов энергии. Прежде всего, кинетическая энергия расширения газов, возникающая при сгорании топлива, преобразуется в механическую энергию. Происходит это при непосредственном участии кривошипно-шатунного механизма при вращении вала двигателя.

Преобразование механической энергии в электрическую составляющую происходит за счет вращения ротора генератора переменного тока, в результате чего формируются электромагнитное поле и ЭДС.На выходе после стабилизации выходное напряжение идет на потребителя.

Делаем источник электроэнергии без привода

Самый распространенный способ решения такой задачи — попытаться организовать электроснабжение через асинхронный генератор. Особенностью этого метода является приложение минимальных усилий в плане монтажа дополнительных узлов для корректной работы такого устройства. Это связано с тем, что этот механизм работает по принципу асинхронного двигателя и вырабатывает электричество.

Смотрим видео, бестопливный генератор своими руками:

В этом случае ротор вращается с гораздо большей скоростью, чем мог бы производить синхронный аналог. Сделать электрогенератор из асинхронного электродвигателя своими руками, без использования дополнительных узлов или специальных настроек, вполне возможно.

В результате принципиальная схема устройства останется практически нетронутой, но можно будет обеспечить электричеством небольшой объект: частный или загородный дом, квартиру.Использование таких устройств довольно обширно:

  • В качестве двигателя для;
  • В виде малых гидроэлектростанций.

Для организации действительно автономного энергоснабжения электрогенератор без приводного двигателя должен работать на самовозбуждении. И реализуется это путем последовательного подключения конденсаторов.

Смотрим видео, генератор своими руками, этапы работ:

Еще один способ добиться цели — использовать двигатель Стирлинга.Его особенность — преобразование тепловой энергии в механическую работу. Другое название такого агрегата — двигатель внешнего сгорания, а точнее, исходя из принципа действия, это, скорее, двигатель внешнего обогрева.

Это связано с тем, что для эффективного функционирования устройства требуется значительный перепад температур. В результате увеличения этого значения увеличивается и мощность. Электрогенератор с приводом от двигателя Стирлинга внешнего обогрева может работать от любого источника тепла.

Последовательность действий для самостоятельного изготовления

Для превращения двигателя в автономный источник питания следует немного изменить схему, подключив к обмотке статора конденсаторы:

Цепь переключения асинхронного двигателя

В этом случае будет протекать ведущий емкостной ток (намагничивание). В результате формируется процесс самовозбуждения узла, и соответственно изменяется значение ЭДС. На этот параметр больше влияет емкость подключаемых конденсаторов, но нельзя забывать о параметрах самого генератора.

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

Эффективность и осуществимость

Прежде чем решить, где купить автономный электрогенератор без двигателя, необходимо определить, действительно ли мощности такого устройства достаточно для удовлетворения потребностей пользователя. Часто самодельные устройства такого типа обслуживают потребителей малой мощности.Если вы решили сделать своими руками автономный электрогенератор без двигателя, купить необходимые элементы можно в любом сервисном центре или магазине.

Но их преимущество — относительно невысокая стоимость, учитывая, что достаточно лишь немного изменить схему, подключив несколько конденсаторов подходящей емкости. Таким образом, обладая определенными знаниями, можно построить компактный и маломощный генератор, который будет обеспечивать достаточное количество электроэнергии для потребителей.


Часто возникает необходимость в автономном электроснабжении загородного дома.В такой ситуации выручит самодельный генератор из асинхронного двигателя. Сделать его самому несложно, имея определенные навыки обращения с электротехникой.

Принцип действия

Асинхронные двигатели благодаря своей простой конструкции и эффективному функционированию широко используются в промышленности. Они составляют значительную часть всех двигателей. Их принцип действия заключается в создании магнитного поля под действием переменного электрического тока.

Эксперименты показали, что вращая металлический каркас в магнитном поле, в нем можно индуцировать электрический ток, появление которого подтверждается свечением лампочки.Это явление называется электромагнитной индукцией.

Устройство двигателя

Асинхронный двигатель состоит из металлического корпуса, внутри которого находятся:

  • статор с обмоткой, , через которую пропускается переменный электрический ток;
  • , ротор с витками обмотки, , по которым ток течет в обратном направлении.

Оба элемента находятся на одной оси. Стальные пластины статора плотно прилегают друг к другу, в некоторых модификациях прочно сварены.Медная обмотка статора изолирована от сердечника картонными прокладками. Обмотка в роторе сделана из алюминиевых стержней, закрытых с двух сторон. Магнитные поля, создаваемые прохождением переменного тока, действуют друг на друга. Между обмотками возникает ЭДС, которая вращает ротор, так как статор неподвижен.

Генератор от асинхронного двигателя состоит из тех же компонентов, но в этом случае происходит обратное действие, то есть переход механической или тепловой энергии в электрическую.При работе в моторном режиме он сохраняет остаточную намагниченность, которая индуцирует электрическое поле в статоре.

Скорость ротора должна быть выше изменения магнитного поля статора. Его можно замедлить за счет реактивной мощности конденсаторов. Накопленный ими заряд противоположен по фазе и дает «тормозной эффект». Вращение может обеспечиваться энергией ветра, воды, пара.

Схема генератора

Генератор от асинхронного двигателя имеет простую схему.После достижения синхронной скорости вращения происходит процесс выработки электрической энергии в обмотке статора.

Если вы подключите батарею конденсаторов к обмотке, возникает электрический ток, который образует магнитное поле. В этом случае конденсаторы должны иметь емкость выше критической, что определяется техническими параметрами механизма. Сила генерируемого тока будет зависеть от емкости конденсаторной батареи и характеристик двигателя.

Технология производства

Работа по преобразованию асинхронного электродвигателя в генератор довольно проста с необходимыми деталями.

Для начала процесса переделки необходимы следующие механизмы и материалы:

  • мотор асинхронный — подойдет однофазный мотор от старой стиральной машины;
  • Измеритель скорости вращения ротора — тахометр или тахогенератор;
  • конденсаторы неполярные — подходят модели типа КБГ-МН с рабочим напряжением 400 В;
  • Набор подручных инструментов — сверла, ножовки, ключи.






Пошаговая инструкция

Изготовление генератора своими руками из асинхронного двигателя осуществляется по представленному алгоритму.

  • Генератор необходимо настроить так, чтобы его частота вращения превышала частоту вращения двигателя. Значение скорости вращения измеряется тахометром или другим прибором при включении двигателя в сеть.
  • Полученное значение нужно увеличить на 10% от доступного показателя.
  • Подбирается емкость для конденсаторной батареи — она ​​не должна быть слишком большой, иначе оборудование будет сильно нагреваться. Для его расчета можно воспользоваться таблицей зависимости емкости конденсатора от реактивной мощности.
  • На оборудовании установлена ​​конденсаторная батарея, которая обеспечит номинальную скорость вращения генератора. Его установка требует особого внимания — все конденсаторы должны быть надежно изолированы.

Для трехфазных двигателей конденсаторы подключаются по схеме звезды или треугольника.Первый тип подключения дает возможность вырабатывать электроэнергию при меньшей частоте вращения ротора, но выходное напряжение будет ниже. Для его понижения до 220 В используется понижающий трансформатор.

Производство магнитных генераторов

Магнитный генератор не требует использования конденсаторной батареи. В этой конструкции используются неодимовые магниты. Для работы вам необходимо:

  • разместить магниты на роторе по схеме, соблюдая полюса — в каждом из них должно быть не менее 8 элементов;
  • ротор должен быть предварительно обработан токарным станком на толщину магнитов;
  • прочно закрепите магниты клеем;
  • остатка свободного пространства залить эпоксидной смолой между магнитными элементами;
  • после установки магнитов нужно проверить диаметр ротора — он не должен увеличиваться.

Преимущества самодельного электрогенератора

Генератор из асинхронного двигателя своими руками станет экономичным источником тока, что снизит потребление централизованной электроэнергии. С его помощью можно обеспечить питанием бытовые электроприборы, компьютерную технику, обогреватели. Самодельный генератор из асинхронного двигателя имеет несомненные достоинства:

  • простая и надежная конструкция;
  • эффективная защита внутренних деталей от пыли и влаги;
  • устойчивость к перегрузкам;
  • долгий срок службы;
  • возможность подключения устройств без инверторов.

При работе с генератором также следует учитывать возможность случайного изменения электрического тока.

Эти работы практически не имеют между собой ничего общего, так как необходимо делать узлы системы разные по характеру и назначению. Для изготовления обоих элементов используются подручные механизмы и приспособления, которые можно использовать или переделать в необходимый агрегат. Один из вариантов создания генератора, часто применяемый при изготовлении ветрогенератора, — изготовление из асинхронного электродвигателя, что наиболее успешно и эффективно позволяет решить поставленную задачу.Рассмотрим вопрос подробнее:

Изготовление генератора из асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель — лучшая «заготовка» для изготовления генератора. Для этого он обладает лучшими характеристиками с точки зрения устойчивости к короткому замыканию, менее требователен к пыли и грязи. Кроме того, асинхронные генераторы генерируют более чистую энергию, четкий фактор (наличие высших гармоник) для этих устройств составляет всего 2% по сравнению с 15% для синхронных генераторов. Высшие гармоники способствуют нагреву двигателя и сбивают режим вращения, поэтому их небольшое количество — большое преимущество конструкции.

Асинхронные устройства не имеют вращающихся обмоток, что в значительной степени исключает возможность их выхода из строя или повреждения от трения или короткого замыкания.

Еще одним немаловажным фактором является наличие на выходных обмотках напряжения 220В или 380В, что дает возможность подключать приборы потребления непосредственно к генератору, минуя систему стабилизации тока. То есть, пока есть ветер, устройства будут работать так же, как от сети.

Единственное отличие от работы полного комплекса в том, что он перестает работать сразу после утихания ветра, а батареи, входящие в комплект, некоторое время питают потребляющие устройства своей емкостью.

Как переделать ротор

Единственное изменение, которое вносится в конструкцию асинхронного двигателя при переделке его в генератор, — это установка постоянных магнитов на ротор. Для получения большей силы тока обмотки иногда перематывают более толстым проводом, который имеет меньшее сопротивление и дает лучшие результаты, но эта процедура не критична, без нее можно обойтись — генератор заработает.

Ротор асинхронного двигателя не имеет обмоток и других элементов, являясь, по сути, обычным маховиком.Ротор обрабатывается на токарном станке по металлу, без него не обойтись. Поэтому при создании проекта необходимо сразу решить вопрос о технической поддержке работ, найти знакомого токаря или организацию, занимающуюся такими работами. Ротор необходимо уменьшить в диаметре на толщину магнитов, которые будут на нем установлены.

Есть два способа крепления магнитов:

  • изготовление и установка стальной втулки, которая надевается на предварительно уменьшенный в диаметре ротор, после чего магниты крепятся к втулке.Этот метод позволяет увеличить силу магнитов, плотность поля, что способствует более активному формированию ЭДС
  • ,
  • уменьшая диаметр только на толщину магнитов плюс необходимый рабочий зазор. Этот способ проще, но потребует установки более сильных магнитов, лучше всего — неодима, которые обладают гораздо большей силой и создают мощное поле.

Магниты установлены по линиям конструкции ротора, т.е.е. не ось, а немного смещенная по направлению вращения (эти линии хорошо видны на роторе). Магниты устанавливаются на чередующихся полюсах и прикрепляются к ротору с помощью клея (рекомендуется эпоксидная смола). После того, как он высохнет, вы можете собрать генератор, в который теперь превратился наш двигатель, и приступить к процедурам испытаний.

Тестирование вновь созданного генератора

Данная процедура позволяет выяснить степень работоспособности генератора, эмпирически определить скорость вращения ротора, необходимую для получения желаемого напряжения.Обычно прибегают к использованию другого мотора, например электродрели с регулируемым числом оборотов патрона. Вращая ротор генератора с подключенным к нему вольтметром или лампочкой, проверяют, какие обороты требуются на минимум, а какой максимальный предел мощности генератора, чтобы получить данные, на основе которых будет создаваться ветряк. .

Для тестирования можно подключить любое устройство потребления (например, обогреватель или осветительный прибор) и убедиться, что оно работает.Это поможет снять все возникающие вопросы и внести изменения, если возникнет такая необходимость. Например, иногда возникают ситуации с «заклиниванием» ротора, который не запускается при слабом ветре. Это происходит, когда магниты распределены неравномерно, и устраняется путем разборки генератора, отключения магнитов и их повторного усиления в более однородной конфигурации.

По завершении всех работ доступен полностью рабочий генератор, которому теперь нужен источник вращения.

Изготовление ветряка

Для создания ветряка потребуется выбрать любой из вариантов конструкции, которых существует множество. Итак, существуют горизонтальные или вертикальные конструкции ротора (в данном случае термин «ротор» относится к вращающейся части ветрогенератора — валу с лопастями, приводимым в движение силой ветра). имеют более высокую эффективность и стабильность при производстве энергии, но нуждаются в системе наведения, которая, в свою очередь, требует легкости вращения на валу.

Чем мощнее генератор, тем труднее его вращать и тем большее усилие должна развивать ветряная турбина, что требует ее больших размеров.Более того, чем крупнее ветряк, тем он тяжелее и имеет большую инерцию покоя, что образует замкнутый круг … Обычно используются средние значения и значения, что позволяет найти компромисс между размером и легкостью вращения. .

Проще в изготовлении и не требователен к направлению ветра. В то же время они имеют меньшую эффективность, поскольку ветер действует с одинаковой силой на обе стороны лопасти, затрудняя вращение. Чтобы избежать этого недостатка, было создано множество различных конструкций ротора, например:

  • ротор Савониус
  • ротор Дарье
  • ротор Ленца

Известны ортогональные конструкции (разнесенные относительно оси вращения) или геликоид (лопасти, имеющие сложную форму, напоминающую витки спирали).У всех этих конструкций есть свои достоинства и недостатки, главный из которых — отсутствие математической модели вращения лопастей того или иного типа, что делает расчет чрезвычайно трудным и приближенным. Поэтому действуют методом проб и ошибок — создается опытный образец, выясняются его недостатки, с учетом чего изготавливается рабочий ротор.

Самая простая и распространенная конструкция — это ротор, но в последнее время в сети появилось много описаний других ветрогенераторов, основанных на других типах.

Устройство ротора простое — вал установлен на подшипниках, в верхней части которых закреплены лопасти, которые вращаются под действием ветра и передают крутящий момент на генератор. Ротор изготавливается из доступных материалов, установка не требует чрезмерной высоты (обычно поднимается на 3-7 м), это зависит от силы ветра в регионе. Вертикальные конструкции практически не требуют обслуживания или обслуживания, что упрощает эксплуатацию ветряной турбины.

Ручной инструмент Ведет Генератор Замена щеток Угольные щетки Проволока Электродвигатель Механическая передача энергии Другая механическая передача энергии westernfertility.com

Ручной инструмент приводит генератор щеток Замена угольных щеток провод электродвигателя

Littleturtles — новый модный бренд. Номер модели товара: sku02127813b2003735f34498, мы посчитали, что наша гарантия должна соответствовать. Примерный размер: 7 мм х 8 мм. 5 мм) — Продается в паре: покупайте одежду ведущих модных брендов, женский легкий упаковываемый пуховик Asatr, верхнюю одежду, пуховики: одежда, датчики турбонаддува Aurora доступны в метрических (BAR) и имперских (PSI) единицах измерения, на голенище с лазерной маркировкой Обеспечьте точную идентификацию: A2ZCARE Вес для щиколотки / комплект утяжелителей для запястья с неопреновой прокладкой для мягкости.Размер шарма / элемента с тюком: 18 мм x 16 мм (в перспективе см. Дополнительные изображения для элемента, установленного против дюймовой линейки). Конический дизайн обеспечивает более свободную посадку на квадроциклах.Размеры упаковки: 16 x 12 x 5 дюймов. Купить фартуки AlisaPrincessQ для детей Фартук для девочек Детский фартук и фартук для шеф-повара Детский кухонный костюм для кулинарии и выпечки Художественный фартук (зеленый. Легкий вес и хорошая износостойкость . Ручной инструмент приводит к замене щеток генератора Угольными щетками Электродвигатель . Женские кроссовки Tamaris 25065-31 Hi-Top, номер модели: A37898TA170-019T-16.Высокое качество материалов и изготовления. Мы советуем вам добавить его в список желаний сейчас, ☆ Классный дизайн: универсальная автомобильная стереосистема с двойным DIN и уникальным черным корпусом. Официально лицензированные товары Гарри Поттера. его также можно использовать как покрывало, Викторианский Грейджой был отправлен в Эссос, чтобы забрать Дейенерис Таргариен, Галерея WGI TSW-E-DD Сиденье для унитаза, белое — -, Купить футболку для девочек GEEK TEEZ День святого Валентина I Like Your Face для девочек и другие тройники в, Mediatech Data Transfer Cable — 25 футов MT-VISCA-9F-25: Компьютеры и аксессуары.æ Эта линия GP органично сочетает в себе дизайнерский вид с комфортом классической танцевальной обуви. ОТЛИЧНО: на предмете видны типичные признаки износа из-за периодического использования. Ручной инструмент приводит к замене щеток генератора Угольными щетками, проводом электродвигателя . Старинное кольцо синего цвета, винтажное кольцо, германское серебряное металлическое кольцо, кольцо на палец из стерлингового серебра с красным камнем, чайник поддерживается подставкой, улучшите имидж вашей компании и отправляйте его с уверенностью с помощью этих самозаклеивающихся почтовых отправлений. Винтажная подвеска из стерлингового серебра 925 пробы с синим зеленым желтым камнем, прямоугольник Винтажная подвеска из стерлингового серебра в хорошем подержанном состоянии см. Фото, настенные росписи сделаны из самоклеящегося тонкого холста.номер телефона и / или адрес электронной почты). Вы можете использовать этот дизайн для ЛИЧНОГО и МАЛОГО БИЗНЕСА, 5 дюймов на 10 дюймов • 3 — Пингвин 3 Мера 9, О ТКАНИ: Изготовление этих мантий — устраняет все страхи, вызванные влиянием других. Я очень терпеливый и дружелюбный продавец. антропологи и даже астрономы, все из которых предоставили свои собственные теоремы для интерпретации диска или его предполагаемой функции. Ручной инструмент приводит к замене щеток генератора Угольными щетками, проводом электродвигателя .Срочный заказ: тогда ваше изделие будет изготовлено в течение 1 рабочего дня, поэтому физический товар предоставлен не будет. Обязательно посетите мой блог на www. Стерлинговое серебро на заказ Ideal Olive Spoon 6 с рисунком Old English Antique By Dominick & Haff, нестандартное искусство и персонализированные подарки из фотографий. Эти обязанности ответственность покупателей. • 1 основной карман на молнии + один внутренний карман меньшего размера. Он покоится на цветочной основе, смоделированной по отпечатку цветка лотоса. Ремешок оборачивается вокруг четырех углов мобильного телефона любого размера для повышения устойчивости, он сделан из натуральных свежих цветов высшего качества. Этот трафаретный шаблон для штампов изготовлен из углеродистой стали, 60-дюймовый приклад из орехового дерева, купить шапочку для детей Mountain Warehouse Penguin Kids — теплая зима Кепка Синяя шляпа: шапки и кепки — ✓ Возможна БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА при подходящих покупках. Ручной инструмент приводит к замене щеток генератора Угольными щетками, проводом электродвигателя . Стиль узора: мультяшный динозавр. Высокомощный 15-дюймовый длиннофокусный НЧ-динамик с двумя наушниками. Симпатичные поделки сделают идеальный подарок, а дети помогут защитить себя от пыли. Согласие с дизайном структуры человеческого тела вырезки. ДИСКОВАЯ ВИЛКА SURLY STRAGGLER BLK — черный: для спорта и активного отдыха. Импортная стирка: химчистка или машинная стирка в холодной воде. Не сушить в стиральной машине, это также поможет сохранить в соседней комнате приятную прохладу. Купите коврик из шелка и хлопка из хлопка (140 x 120 см, многослойная пена для лица обеспечивает отличное уплотнение между лицом. и очки для защиты от насестов. Ручная работа с текстурой из искусственной кожи для элегантного внешнего вида. Бесплатная доставка и возврат соответствующих заказов.【Отличное рассеивание тепла】 Светодиод R7s LED j118 имеет высококачественный керамический корпус. Ручной инструмент приводит к замене щеток генератора Угольными щетками, проводом электродвигателя . Эти воздушные шары из майлара с буквами «О РЕБЕНОК» сделаны достаточно прочными, чтобы выдерживать долгие часы. Профессиональное производство со стабильной производительностью для длительного использования. Стиль: «Европейский и американский стиль».

Двигатели и генераторы — STEM

Обзор

Товар № 351942

. Средний рейтинг:

Рекомендуемый сорт (ы): 3-12

Описание
Электродвигатели и генераторы находятся в бесчисленном количестве устройств, приборов и транспортных средств, которые мы используем каждый день.Они являются важной технологией в нашем современном мире. С помощью этого набора вы можете провести 25 экспериментов, чтобы узнать, как электродвигатель преобразует электричество в движение, и как электрический генератор делает прямо противоположное, преобразовывая движение в электричество.

Электродвигатель изготовлен из прозрачного пластика, чтобы показать, как работают внутренние компоненты. Настройте двигатель на работу от аккумулятора и узнайте, как он работает. Затем переконфигурируйте устройство, чтобы оно работало в обратном направлении как электрогенератор с ручным заводом.

Поэкспериментируйте с магнитами, чтобы узнать о силе магнетизма и о том, как магнитные поля связаны с электрическим током. Постройте простые схемы, состоящие из двигателя или генератора, проводов и лампочки, чтобы узнать о потоке электричества.

Узнайте о зубчатых колесах и трансмиссиях и о том, как они работают для эффективного преобразования кинетической энергии в электрическую и обратно. Полноцветное руководство на 48 страницах проведет ваши эксперименты с пошаговыми инструкциями.

Детали
  • Тип: Манипуляторы
  • ISBN / UPC 814743010390
  • Габаритные размеры в упаковке (высота, ширина и длина): -1 х -1 х -1
Безопасность
ВНИМАНИЕ: МАГНИТНЫЕ КОМПОНЕНТЫ — Этот продукт содержит (а) небольшой магнит (ы).

Что такое электродвигатель?

Электродвигатели — это устройства, преобразующие электрическую энергию в механическую, обычно в форме вращательного движения.Проще говоря, это устройства, которые используют электроэнергию для выработки движущей силы.

Электродвигатели не только представляют собой простые и эффективные средства для создания высоких уровней выходной мощности привода, но их также легко уменьшить, что позволяет использовать их в других механизмах и оборудовании. В результате они находят широкое применение как в промышленности, так и в повседневной жизни.

Принцип действия

Вы помните, как в школе вас учили правилу левой руки Флеминга? Электродвигатели являются применением этого правила, когда сила, создаваемая электрическим током, протекающим через катушку в присутствии магнитного поля, заставляет вал двигателя вращаться.
На диаграмме ниже правило левой руки Флеминга говорит нам, что восходящая сила генерируется, когда ток течет перпендикулярно магнитному полю от магнита * .

Как достигается вращение в электродвигателе

В случае щеточного электродвигателя постоянного тока * 1 , например, эту силу можно использовать для поддержания непрерывного вращения путем изменения направления тока на противоположное на каждом полуобороте катушки (что достигается с помощью щетки и коллектор * 2 )

  • * 1

    Двигатель постоянного тока: двигатель с питанием от постоянного тока (DC)

  • * 2

    Щетки и коммутатор: используются вместе, они меняют направление тока каждый раз, когда вал двигателя делает пол-оборота.

История электродвигателей

Британский ученый Майкл Фарадей признан особенно влиятельным среди многих ученых 19 века, которые сыграли роль в изобретении и разработке электродвигателей. В 1821 году Фарадей провел успешный эксперимент, в котором вращение проволоки осуществлялось с помощью магнита вместе с магнитным полем, создаваемым электрическим током. В 1831 году он изобрел закон магнитной индукции, заложив основу для значительного прогресса в области электродвигателей и генераторов.

Со временем было разработано множество других типов электродвигателей, а также конструкции, которые можно считать типичными двигателями постоянного тока.

Впоследствии, в 1872 году, практический электродвигатель был не столько изобретен, сколько обнаружен, когда один из генераторов, представленных на Всемирной выставке в Вене, начал вращаться самостоятельно после случайного подключения к другому генератору. Это привело людей к пониманию того, что принцип работы генераторов можно использовать и в двигателях. Последовавший за этим быстрый рост практического использования генераторов был таким, что они стали основой многих отраслей в 20 веке.

Двигатели и генераторы

В то время как электродвигатели преобразуют электрическую энергию во вращение и другие формы механической энергии, генераторы выполняют обратную роль преобразования механической энергии в электрическую.
Несмотря на эти противоположные функции, двигатели и генераторы очень похожи по конструкции и принципу действия. Фактически, простой эксперимент, в котором два модельных двигателя соединены вместе, — это все, что нужно, чтобы продемонстрировать, что электродвигатель также может работать как генератор.
Естественно, учитывая разные способы их использования, эти два типа машин всегда разрабатывались отдельно.

Типы электродвигателей

Электродвигатели бывают разных форм в зависимости от типа используемого тока, конструкции их катушек (обмоток) и того, как они создают магнитное поле. Соответственно, их можно классифицировать по-разному.
Ниже описаны три типа электродвигателей, обычно используемых как в быту, так и в промышленности.

Двигатели постоянного тока

Это двигатели, приводимые в действие источником постоянного тока. Они сгруппированы в щеточные или бесщеточные (BLDC) двигатели в зависимости от того, используют ли они щетку * 1 .
В то время как щеточные двигатели постоянного тока должны быть подключены только к источнику питания постоянного тока для работы, бесщеточные двигатели постоянного тока требуют датчика для определения ориентации магнитных полюсов ротора * 2 и цепи привода для подачи соответствующего тока.

Двигатели переменного тока

Это двигатели, приводимые в действие источником переменного тока.Они сгруппированы в зависимости от того, является ли этот источник питания однофазным * 1 или трехфазным * 2 .
Однофазные двигатели дополнительно подразделяются на конденсаторные двигатели, которые используют конденсатор * 3 для создания крутящего момента, и двигатели с расщепленными полюсами, которые имеют дополнительную катушку (обмотку), называемую затеняющей катушкой * 4 .

  • * 1

    Однофазный: обычный источник питания переменного тока, обычно доступный в домах.

  • * 2

    Трехфазный: источник питания переменного тока, который в основном используется в промышленности.

  • * 3

    Конденсатор: электронный компонент, накапливающий электрическую энергию.

  • * 4

    Затеняющая катушка: Катушка с замкнутым контуром, намотанная вокруг части сердечника статора.

Шаговые двигатели

Это двигатели, которые вращаются на фиксированный шаг (угол) каждый раз, когда вводится импульс * 1 .
Шаговые двигатели можно сгруппировать по структуре их ротора. Двигатели с постоянным магнитом (PM) * 2 имеют магнит в роторе * 3 , электродвигатели с переменным магнитным сопротивлением (VR) * 4 имеют железный сердечник, а гибридные двигатели имеют и то, и другое.

  • * 1

    Pulse: Короткий всплеск электричества, возникающий при включении и выключении источника питания.

  • * 2

    Ротор: вращающаяся часть двигателя. Вал двигателя является частью ротора.

  • * 3

    Двигатель с постоянными магнитами: двигатель с постоянным магнитом

  • * 4

    Двигатель

    VR: двигатель с переменным магнитным сопротивлением, в котором сердечники расположены как зубья шестерни, при этом эта компоновка определяет угол шага.

Обзор типов электродвигателей

В таблице ниже перечислены основные характеристики трех различных типов двигателей.

Помимо перечисленных выше, существует множество других типов электродвигателей.

Тип Характеристики
Линейный двигатель Двигатель, скользящий в линейном направлении
Ультразвуковой мотор Двигатель, приводимый в движение посредством ультразвуковых колебаний
Двигатель без сердечника Щеточный двигатель постоянного тока с ротором без железного сердечника или бесщеточный двигатель со статором без железного сердечника
Универсальный двигатель Двигатель с фазным ротором и статором, работающий как на переменном, так и на постоянном токе
Гистерезис двигателя Электродвигатель переменного тока, в роторе которого используется материал, имеющий гистерезис и вращающийся за счет гистерезисного момента
Двигатель SR Шаговый двигатель VR, который также имеет функцию определения положения ротора, что позволяет избежать потери синхронизации

Применения для двигателей

Хотя электродвигатели используются по-разному, ниже перечислены общие области применения бесщеточных двигателей постоянного тока и шаговых двигателей, поставляемых ASPINA.

Применения для бесщеточных двигателей постоянного тока

Благодаря своим характеристикам: небольшие размеры, высокая мощность, низкий уровень шума и вибрации, а также длительный срок службы, бесщеточные двигатели постоянного тока находят широкое применение в таких приложениях, как системы вентиляции (воздухоочистители и другие виды кондиционирования воздуха), бытовые приборы, холодильники. , водонагреватели, торговые автоматы, копировальные аппараты, принтеры, проекторы, оргтехника, приборы, транспортные средства и медицинские приборы.

  • Кондиционеры
  • Финансовые терминалы (банкоматы), пункты обмена валюты, автоматы по обмену валюты, автоматы по продаже билетов
  • Бытовая техника
  • Чистые помещения
  • Водонагреватели и горелки
  • Оптическая продукция
  • Торговые автоматы
  • Принтеры
  • Витрины для морозильных и холодильных камер
  • Копировальные аппараты
  • Медицинское оборудование
  • Оргтехника
  • Лабораторные аналитические системы

Применения для шаговых двигателей

Превосходная точность остановки, высокий крутящий момент на средних и низких скоростях и превосходная отзывчивость шаговых двигателей означают, что они могут использоваться в широком спектре приводных приложений, требующих точного управления.

  • Производственное оборудование
  • Оптические дисководы (приводы Blu-ray, DVD и т. Д.)
  • Медицинское оборудование
  • Лазерные принтеры
  • Приборы лабораторные аналитические
  • Цифровые фотоаппараты
  • Банкоматы
  • Жалюзи кондиционера
  • Торговые автоматы
  • Развлекательные машины
  • Автоматы по продаже билетов
  • Копировальные аппараты
  • Роботы

Преодоление проблем с электродвигателями

ASPINA поставляет не только автономные шаговые двигатели, но и системные продукты, которые включают системы привода и управления, а также механическую конструкцию.Они подкреплены всесторонней поддержкой, которая простирается от прототипирования до коммерческого производства и послепродажного обслуживания.
ASPINA может предложить решения, адаптированные к функциям и характеристикам, требуемым для различных отраслей промышленности, приложений и продуктов клиентов, а также для конкретных производственных условий.

ASPINA поддерживает не только клиентов, которые уже знают свои требования или спецификации, но и тех, кто сталкивается с проблемами на ранних этапах разработки.
Вы боретесь со следующими проблемами?

Выбор двигателя

  • У вас еще нет подробных спецификаций или чертежей, но нужна консультация по двигателям?
  • У вас нет сотрудников, имеющих опыт работы с двигателями, и вы не можете определить, какой двигатель лучше всего подойдет для вашего нового продукта?

Разработка двигателей и сопутствующих компонентов

  • Хотите сосредоточить свои ресурсы на основных технологиях и передать на аутсорсинг приводные системы и разработку двигателей?
  • Хотите сэкономить время и силы, связанные с изменением конструкции существующих механических компонентов при замене двигателя?

Уникальное требование

  • Нужен нестандартный двигатель для вашего продукта, но ваш обычный поставщик отказался от него?
  • Не можете найти двигатель, который дает вам необходимый контроль, и вот-вот теряете надежду?

Ищете ответы на эти проблемы? Свяжитесь с ASPINA, мы здесь, чтобы помочь.

Ссылки на глоссарий и страницы часто задаваемых вопросов

Коммутатор

— обзор | Темы ScienceDirect

3.2.2 Работа коммутатора — межполюсники

Теперь вернемся к работе коммутатора и сосредоточимся на конкретной катушке (например, той, которая показана как ab на рис. 3.3), мы заметим, что для половины оборот — в то время как сторона a находится под полюсом N, а сторона b находится под полюсом S, ток должен быть положительным на стороне a и отрицательным на стороне b для создания положительного крутящего момента.Для другой половины оборота, в то время как сторона a находится под полюсом S, а сторона b находится под полюсом N, ток должен течь в противоположном направлении через катушку, чтобы она продолжала создавать положительный крутящий момент. Это изменение направления тока происходит в каждой катушке, когда она проходит через межполюсную ось, причем катушка «переключается» под действием переключателя, скользящего под щеткой. Каждый раз, когда катушка достигает этого положения, считается, что она подвергается коммутации, и соответствующая катушка на рис.Таким образом, в 3.3 было показано, что у него нет тока, что указывает на то, что его ток находится в процессе изменения с положительного на отрицательный.

Суть механизма реверса тока раскрывается в упрощенной схеме, показанной на рис. 3.4. На этой схеме показана одиночная катушка, питаемая через коммутатор и щетки с током, который всегда течет через верхнюю щетку.

Рис. 3.4. Упрощенная схема однокатушечного двигателя для иллюстрации функции реверсирования тока коммутатора.

На левом эскизе сторона катушки a находится под полюсом и несет положительный ток, потому что она подключена к заштрихованному сегменту коммутатора, который, в свою очередь, питается от верхней щетки.Следовательно, сторона и подвергается воздействию плотности потока, направленного слева () направо () на эскизе, и, следовательно, будет испытывать силу, направленную вниз. Эта сила будет оставаться постоянной, пока сторона катушки остается под полюсом. И наоборот, сторона b имеет отрицательный ток, но она также находится в плотности потока, направленной справа налево, поэтому на нее действует сила, направленная вверх. Таким образом, на ротор действует крутящий момент против часовой стрелки.

Когда ротор поворачивается в положение, показанное на рисунке справа, ток с обеих сторон меняется на противоположный, потому что на сторону b теперь подается положительный ток через незатененный сегмент коммутатора.Направление силы на каждой стороне катушки меняется на противоположное, что мы и хотим, чтобы крутящий момент оставался по часовой стрелке. За исключением короткого периода, когда катушка находится вне влияния магнитного потока и подвергается коммутации (реверсированию тока), крутящий момент остается постоянным.

Следует подчеркнуть, что приведенное выше обсуждение предназначено для иллюстрации рассматриваемого принципа, и эскиз не следует воспринимать слишком буквально. В реальном многокатушечном якоре дуга коммутатора намного меньше, чем показанная на рис.3.4, и только одна из множества катушек катушки меняет местами за раз, поэтому крутящий момент остается почти постоянным независимо от положения ротора.

Основная трудность в достижении хорошей коммутации возникает из-за самоиндукции катушек якоря и связанной с этим накопленной энергии. Как мы видели ранее, индуктивные цепи имеют тенденцию сопротивляться изменению тока, и если реверсирование тока не было полностью завершено к тому времени, когда щетка соскользнет с рассматриваемого сегмента коммутатора, на заднем крае щетки появится искра.

В малых двигателях некоторое искрение считается допустимым, но в средних и больших двигателях с возбужденным полем предусмотрены небольшие дополнительные полюса статора, известные как межполюсные (или составные), чтобы улучшить коммутацию и, следовательно, минимизировать искрение. Эти дополнительные полюса расположены посередине между полюсами основного поля, как показано на рис. 3.5. Межполюсные электродвигатели обычно не требуются в двигателях с постоянными магнитами, поскольку отсутствие железа статора рядом с катушками ротора приводит к гораздо более низкой индуктивности катушки якоря.

Рис. 3.5. Эскиз, показывающий расположение межполюсной и межполюсной обмоток. (Основные обмотки возбуждения для ясности опущены.)

Назначение межполюсных полюсов — вызвать двигательную ЭДС. в катушке, подвергающейся коммутации, в таком направлении, чтобы ускорить желаемое реверсирование тока и тем самым предотвратить искрение. Э.д.с. пропорционально коммутируемому току, т. е. току якоря, и скорости вращения. Правильный e.м.ф. поэтому достигается пропусканием тока якоря через катушки на межполюсных полюсах, тем самым делая поток от межполюсников пропорциональным току якоря. Таким образом, межполюсные катушки состоят из нескольких витков толстого проводника, постоянно соединенных последовательно с якорем.

Разница между двигателем и генератором (со сравнительной таблицей)

Электродвигатель и генератор различаются по различным факторам, таким как основной принцип работы или функция двигателя и генератора.Потребление или производство электроэнергии, ее приводной элемент, наличие тока в обмотке. За правилом Флеминга следуют двигатель и генератор.

Отличия между двигателем и генератором объяснены ниже в виде таблицы.

ОСНОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЬ ГЕНЕРАТОР
Функция Двигатель преобразует электрическую энергию в механическую энергию Генератор преобразует механическую энергию в электрическую.
Электроэнергия Используется электричество. Вырабатывает электроэнергию
Ведомый элемент Вал двигателя приводится в движение магнитной силой, развиваемой между якорем и полем. Вал прикреплен к ротору и приводится в движение механической силой.
Ток В двигателе ток должен подаваться на обмотки якоря. В генераторе в обмотках якоря вырабатывается ток.
Соблюдение правила Двигатель следует правилу левой руки Флеминга. Генератор следует правилу правой руки Флеминга.
Пример Электромобиль или велосипед — это пример электродвигателя. Энергия в виде электроэнергии вырабатывается на электростанциях.

Двигатель и генератор почти одинаковы с точки зрения конструкции, поскольку оба имеют статор и ротор. Основное различие между ними заключается в том, что двигатель представляет собой электрическое устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую.Генератор противоположен этому двигателю. Он преобразует механическую энергию в электрическую.

Разница между двигателем и генератором

  1. Двигатель преобразует электрическую энергию в механическую, а генератор — наоборот.
  2. Электроэнергия используется в двигателе, но генератор производит электричество.
  3. Вал двигателя приводится в движение магнитной силой, развиваемой между якорем и обмотками возбуждения, тогда как в случае генератора вал прикреплен к ротору и приводится в движение механической силой.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *