Kako pretvoriti trofazni sinkroni generator u jednofazni. Pretvaranje asinkronog motora u generator vlastitim rukama

(AG) je najčešći izmjenični električni stroj, koji se prvenstveno koristi kao motor.
Samo niskonaponski AG (napon napajanja do 500 V) snage od 0,12 do 400 kW troše više od 40% ukupne električne energije proizvedene u svijetu, a njihova godišnja proizvodnja iznosi stotine milijuna, pokrivajući najrazličitije potrebe industrijske i poljoprivredna proizvodnja, brodarstvo, zrakoplovstvo i transportni sustavi, sustavi automatizacije, vojna i specijalna oprema.

Ovi motori su relativno jednostavni u dizajnu, vrlo pouzdani u radu, imaju dovoljno visoku energetsku učinkovitost i nisku cijenu. Zbog toga se opseg uporabe asinkronih motora stalno širi kako u novim područjima tehnologije tako i umjesto složenijih. električni strojevi raznih dizajna.

Na primjer, značajan interes za posljednjih godina uzroci primjena asinkronih motora u generatorskom načinu rada za napajanje kako potrošača trofazne struje, tako i potrošača istosmjerna struja kroz ispravljače. U sustavima automatskog upravljanja, u servo pogonu, u računalnim uređajima, asinkroni tahogeneratori s kaveznim rotorom široko se koriste za pretvaranje kutne brzine u električni signal.

Primjena moda asinkronog generatora

Pod određenim uvjetima rada autonomnih izvora energije, korištenje mod asinkronog generatora pokazuje se preferiranim ili čak jedinim mogućim rješenjem, kao npr. u brzim mobilnim elektranama s bezzupčanim plinskoturbinskim pogonom s brzinom vrtnje n = (9…15)10 3 o/min. U radu je opisan AG s masivnim feromagnetskim rotorom snage 1500 kW pri n = = 12000 o/min, dizajniran za autonomni kompleks za zavarivanje "Sever". U ovom slučaju, masivni rotor s uzdužnim utorima pravokutnog poprečnog presjeka ne sadrži namotaje i izrađen je od čvrstog čeličnog otkova, što omogućuje izravnu artikulaciju rotora motora u generatorskom načinu s pogonom plinske turbine pri perifernim brzinama na površina rotora do 400 m/s. Za rotor s laminiranom jezgrom i kratkim spojem s kaveznim namotom, dopuštena obodna brzina ne prelazi 200 - 220 m / s.

Još jedan primjer učinkovite primjene indukcijski motor u generatorskom načinu je njihova dugogodišnja uporaba u mini-hidroelektranama sa stabilnim režimom opterećenja.

Odlikuje ih jednostavnost rukovanja i održavanja, lako se uključuju za paralelni rad, a oblik krivulje izlaznog napona je bliži sinusoidnom nego kod SG pri radu na istom opterećenju. Osim toga, masa AG snage 5-100 kW je približno 1,3-1,5 puta manja od mase SG iste snage, a oni nose manju količinu materijala za namatanje. Istodobno, u konstruktivnom smislu, oni se ne razlikuju od konvencionalnih IM-ova i njihova masovna proizvodnja moguća je u pogonima za izgradnju električnih strojeva koji proizvode asinkrone strojeve.

Nedostaci asinkronog načina rada generatora, asinkroni motor (HELL)

Jedan od nedostataka AD je to što su oni potrošači značajne jalove snage (50% ili više ukupne snage) potrebne za stvaranje magnetskog polja u stroju, koje mora proizaći iz paralelnog rada asinkronog motora u generatorskom načinu rada s mreže ili iz drugog izvora jalove snage (kondenzatorske baterije (BC) ili sinkronog kompenzatora (SC)) tijekom autonomnog rada AG-a. U potonjem slučaju, najučinkovitije je uključiti kondenzatorsku bateriju u krug statora paralelno s opterećenjem, iako se načelno može uključiti u krug rotora. Za poboljšanje operativna svojstva U asinkronom načinu rada generatora, kondenzatori se dodatno mogu spojiti na krug statora u seriju ili paralelno s opterećenjem.

U svakom slučaju Autonomni rad asinkronog motora u generatorskom načinu rada. Izvori jalove energije(BC ili SC) moraju osigurati jalovu snagu i AG i potrošaču, koji u pravilu ima jalovu (induktivnu) komponentu (cosφ n< 1, соsφ н > 0).

Masa i dimenzije kondenzatorske baterije ili sinkronog kompenzatora mogu premašiti masu asinkroni generator i samo pri cosφ n =1 (čisto aktivno opterećenje) dimenzije SC i masa BC su usporedive s veličinom i masom AG.

Drugi, većina težak problem je problem stabilizacije napona i frekvencije autonomno operativnog AG, koji ima "meku" vanjsku karakteristiku.

Korištenje mod asinkronog generatora kao dio autonomnog sustava ovaj problem dodatno komplicira nestabilnost brzine rotora. Moguće i trenutno korištene metode regulacije napona u asinkronom načinu rada generatora.

Prilikom projektiranja AG za optimizacijske proračune, potrebno je provesti maksimalnu učinkovitost u širokom rasponu promjena brzine i opterećenja, kao i minimizirati troškove, uzimajući u obzir cjelokupnu shemu upravljanja i regulacije. Projektiranje generatora mora uzeti u obzir klimatske uvjete rada vjetroagregata, stalno djelujuće mehaničke sile na konstrukcijske elemente, a posebno snažne elektrodinamičke i toplinske učinke tijekom prijelaznih pojava koje nastaju tijekom pokretanja, prekida napajanja, gubitka sinkronizma, kratkih spojeva. i drugi, kao i značajni udari vjetra.

Uređaj asinkronog stroja, asinkroni generator

Uređaj asinkronog stroja s kaveznim rotorom prikazan je na primjeru motora serije AM (slika 5.1).

Glavni dijelovi IM-a su fiksni stator 10 i rotor koji rotira unutar njega, odvojen od statora zračnim rasporom. Kako bi se smanjile vrtložne struje, jezgre rotora i statora sastavljene su od zasebnih listova utisnutih od elektrotehničkog čelika debljine 0,35 ili 0,5 mm. Listovi su oksidirani (podvrgnuti toplinskoj obradi), što povećava njihovu površinsku otpornost.
Jezgra statora ugrađena je u okvir 12, koji je vanjski dio stroja. Na unutarnjoj površini jezgre nalaze se utori u koje je položen namot 14. Namot statora najčešće se izrađuje trofazni dvoslojni od pojedinačnih zavojnica sa skraćenim korakom od bakrene žice. Počeci i krajevi faza namota izlaze na stezaljke priključne kutije i označeni su na sljedeći način:

početak - CC2, C 3;

završava - C 4, C5, Sub.

Namot statora može biti spojen u zvijezdu (U) ili trokut (D). To omogućuje korištenje istog motora na dva različita linearna napona, koji su u odnosu na npr. 127/220 V ili 220/380 V. U ovom slučaju, U spoj odgovara uključivanju HELL na višem napon.

Sastavljena jezgra rotora je vrućim nalijeganjem pritisnuta na osovinu 15 i zaštićena je od okretanja ključem. Na vanjskoj površini jezgra rotora ima utore za polaganje namota 13. Namot rotora u najčešćem IM-u je niz bakrenih ili aluminijskih šipki smještenih u utorima i na krajevima zatvorenih prstenovima. Kod motora snage do 100 kW i više namatanje rotora izvodi se punjenjem utora rastaljenim aluminijem pod pritiskom. Istodobno s namotom, prstenovi za zatvaranje se lijevaju zajedno s ventilacijskim krilima 9. U obliku, takav namotaj nalikuje "kavezu vjeverice".

Motor s faznim rotorom. Generator asinkronog načina rada a.

Kod specijalnih asinkronih motora rotorski namot može se izvesti slično statorskom. Rotor s takvim namotom, osim navedenih dijelova, ima tri klizna prstena postavljena na osovinu, dizajnirana za spajanje namota na vanjski krug. HELL u ovom slučaju naziva se motor s faznim rotorom ili s kliznim prstenovima.

Osovina rotora 15 objedinjuje sve elemente rotora i služi za spajanje asinkronog motora na aktuator.

Zračni raspor između rotora i statora je od 0,4 - 0,6 mm za strojeve male snage i do 1,5 mm za strojeve velike snage. Štitovi ležaja 4 i 16 motora služe kao oslonac za ležajeve rotora. Hlađenje asinkronog motora provodi se prema principu samopuhanja pomoću ventilatora 5. Ležajevi 2 i 3 zatvoreni su izvana poklopcima 1 koji imaju labirintske brtve. Kutija 21 s izvodima 20 namota statora ugrađena je na kućište statora. Na tijelu je pričvršćena ploča 17 na kojoj su naznačeni glavni podaci o krvnom tlaku. Slika 5.1 također prikazuje: 6 - sjedalo štita; 7 - kućište; 8 - tijelo; 18 - šapa; 19 - ventilacijski kanal.

Kao generator za vjetrenjaču, odlučeno je preraditi asinkroni motor. Takva je izmjena vrlo jednostavna i pristupačna, dakle, u improvizirani dizajni vjetroturbina, često možete vidjeti generatore izrađene od indukcijskih motora.

Preinaka se sastoji u tome da se rotor okrene ispod magneta, zatim se magneti obično lijepe na rotor prema šabloni i pune epoksidom da ne odlijeću. Također je uobičajeno premotati stator debljom žicom kako bi se smanjio preveliki napon i povećala struja. Ali nisam htio premotati ovaj motor i odlučeno je ostaviti sve kako jest, samo pretvoriti rotor u magnete. Kao donator pronađen je trofazni asinkroni motor snage 1,32 kW. Ispod je fotografija ovog motora.

> Rotor motora je strojno obrađen na tokarilica za debljinu magneta. Ovaj rotor ne koristi metalnu čahuru, koja se obično obrađuje i stavlja na rotor ispod magneta. Rukav je potreban za pojačavanje magnetske indukcije, preko njega magneti zatvaraju svoja polja, hraneći se ispod dna jedan drugoga i magnetsko polje se ne raspršuje, već sve ide u stator. U ovom dizajnu koriste se dovoljno jaki magneti veličine 7,6 * 6 mm u količini od 160 komada, koji će čak i bez rukavca pružiti dobar EMF.

>

> Prvo, prije lijepljenja magneta, rotor je označen s četiri pola, a magneti su postavljeni s kosom. Motor je bio četveropolni, a kako stator nije premotan na rotor, moraju postojati i četiri magnetska pola. Svaki magnetski pol se izmjenjuje, jedan pol je uvjetno "sjever", drugi pol je "jug". Magnetski polovi su razmaknuti pa su magneti gušće grupirani na polovima. Nakon postavljanja magneta na rotor, omotani su ljepljivom trakom za fiksiranje i ispunjeni epoksidnom smolom.

Nakon montaže osjetilo se lijepljenje rotora, osjetilo se lijepljenje kada se osovina okretala. Odlučeno je prepraviti rotor. Magneti su udareni zajedno s epoksidom i ponovno postavljeni, ali sada su više-manje ravnomjerno raspoređeni po rotoru, ispod je fotografija rotora s magnetima prije izlijevanja epoksida. Nakon punjenja, zapinjanje se nešto smanjilo i primijećeno je da je napon lagano pao kada se generator vrti istom brzinom i struja se lagano povećala.

>

Nakon sastavljanja gotovog generatora, odlučeno je uvrnuti ga bušilicom i spojiti nešto na njega kao opterećenje. Spojena je žarulja na 220 volti 60 vata, na 800-1000 okretaja u minuti je gorjela u punoj toplini. Također, da se provjeri što je generator sposoban, spojena je lampa snage 1 Kw, gorjela je na punoj temperaturi i bušilica nije mogla jače vrtjeti generator.

>

U praznom hodu, pri maksimalnoj brzini bušenja od 2800 o/min, napon generatora bio je veći od 400 volti. Pri oko 800 okretaja u minuti napon je 160 volti. Također smo pokušali spojiti bojler od 500 W, nakon minute torzije voda u čaši postala je vruća. Ovo su testovi koje je prošao generator, koji je napravljen od indukcijskog motora.

>

Nakon što je generator zavaren stalak s okretnom osovinom za pričvršćivanje generatora i repa. Konstrukcija je napravljena prema shemi s odstranjivanjem vjetroglave od vjetra preklapanjem repa, tako da je generator pomaknut od središta osi, a osovinica iza je osovina na koju se stavlja rep.

>

Ovdje je fotografija gotove vjetroturbine. Vjetroturbina je bila postavljena na jarbol od devet metara. Generator je snagom vjetra davao napon otvorenog kruga do 80 volti. Pokušali su na njega spojiti tennu od dva kilovata, nakon nekog vremena tenna se zagrijala, što znači da vjetrogenerator još ima kakvu-takvu snagu.

>

Potom je sastavljen kontroler za vjetrogenerator i preko njega spojena baterija za punjenje. Punjenje je bilo dovoljno dobro, baterija je brzo napravila buku, kao da se puni iz punjača.

Za sada, nažalost, nema detaljnijih podataka o snazi ​​vjetrogeneratora, budući da korisnik koji je ovdje postavio svoj vjetrogenerator

Nije uvijek preporučljivo kupiti tvornički generator. Ponekad je lakše koristiti improvizirane materijale i alate kako biste ga sami napravili. Uređaj snage do 1 kW bit će dovoljan za povezivanje ulične rasvjete u zemlji ili bilo koje druge Kućanski aparati. Takav generator možete izgraditi iz asinkronog motora.

Izrada asinkronog generatora vlastitim rukama ima mnoge prednosti. Ovo je besplatan izvor električne energije koji se može koristiti u razne svrhe. Osim toga, čak i majstor početnik može raditi takav posao.

Strukturna shema generatora sastojat će se od nekoliko ključnih elemenata:

Načelo rada uređaja

Načelo rada domaćih alternatora od 220 V ne razlikuje se od uređaja koji se koriste u industrijske svrhe. Obje pretvaraju kinetičku energiju u električnu.

Kod dizajna "uradi sam", sila vjetra okreće vjetrenjaču koja je pričvršćena na rotor. Tako se kinetička energija prenosi na generator. Također proizvodi električnu energiju. Pretvoreni asinkroni motor često se koristi kao generator.

Električna energija koju generiše generator prenosi se na baterije. Potonji mora biti opremljen modulom za kontrolu punjenja. Iz baterija se električna energija dovodi u istosmjerni pretvarač. Tako se može stvoriti izmjenični napon. Bit će prikladan za kućnu upotrebu, odnosno s parametrima od 220 V i 50 Hz.

Za pretvaranje izmjeničnog napona u istosmjerni, morate instalirati poseban regulator. Zahvaljujući njemu se baterije pune. Ponekad pretvarači mogu obavljati funkciju neprekidnog napajanja. To jest, u nedostatku centralizirane električne energije ili prekida u njegovom radu, asinkroni alternator može se koristiti za kućanske potrebe, napajajući razne uređaje koji rade na 220 V.

Potrebni materijali i alati

Da biste napravili motor-generator vlastitim rukama, dovoljno je imati antisinhroni motor. Ostale materijale možete pronaći na farmi ili na specijaliziranim radio tržnicama.

Možda će vam trebati sljedeći alati i materijali:

Prvo morate odlučiti o željenom konačnom rezultatu. Karakteristike elektromotora koji djeluje kao generator mogu biti različite, a to određuje koliko će električne energije uređaj proizvesti u jedinici vremena.

Za proizvodnju prosječne količine energije Generator bi trebao imati približno sljedeće karakteristike:

1. Minimalna snaga instalacije je 1,3 kW.
2. Poželjni neodimijski magneti u dizajnu. Njihova je funkcija osigurati elektromagnetsku pokretačku silu. Za to se također može koristiti čelična čahura koja se montira na rotor.
3. Položaj magneta na rotoru mora odgovarati dijagramu. To znači da njihovi stupovi moraju biti okrenuti u pravom smjeru.
4. Osovinu rotora treba najprije obraditi i dimenzije prilagoditi promjeru magneta.
5. Prilikom postavljanja magneta nije uvijek potrebno ponovno namotavanje. Ako se sastoji od žica s velikim presjekom - u redu je, samo će povećati snagu. po najviše najbolja opcija namotavanje će biti uređaj sa šest polova, žica s presjekom ne većim od 1,2 mm i najviše 24 zavoja na zavojnici.

Nijanse instalacije

U pravilu, za proizvodnju vjetrogeneratora iz asinkronog motora vlastitim rukama vjetroturbina s tri lopatice koji su u promjeru do dva metra. Ako povećate broj lopatica ili njihovu duljinu, tada neće biti poboljšanja performansi. Prije odabira modifikacije uređaja, vrste, karakteristika, dimenzija, potrebno je izvršiti točan izračun.

Svaki uređaj mora biti priključen na mrežu određenim redoslijedom. Prvo dolaze baterije, a zatim vjetrogenerator. Osovina motora može se okretati vodoravno ili okomito. U pravilu se postavljaju u okomitom položaju, to je zbog značajke dizajna. Kako bi se osigurala zaštita od vlage, generator je opremljen brtvama ili poklopcem.

Da biste instalirali jarbol, morate odabrati otvoreni prostor, gdje će biti najveći broj vjetrova. Visina ugradnje generatorskog agregata mora biti dovoljno velika. Pretvoreni asinkroni idealno je instaliran na visini od 15 metara, ali u praksi nitko ne koristi jarbole veće od 7 metara.

Bolje je ne koristiti uređaj kao glavni izvor električne energije kod kuće. Takav uređaj niske brzine trebao bi biti instaliran radi osiguranja od nestanka struje ili radi uštede obiteljskog proračuna, budući da je račun za centraliziranu opskrbu značajno smanjen.

Treba napomenuti da se instalacije ove vrste ne mogu koristiti u svim regijama. Minimalna brzina vjetra za svrsishodnost korištenja treba se stalno održavati na oko 7 metara u sekundi. Ako je ovaj pokazatelj manji, tada će se proizvesti vrlo malo električne energije.

Prije instalacije provode se potrebni izračuni. U nekim situacijama može biti teško obraditi čvorove asinkronog motora. Vjetrenjača se ne može proizvesti bez odgovarajućih modula, kao i preliminarnog ispitivanja uređaja. Nemoguće je spojiti takvu opremu.

Naravno, možete kupiti tvornički izrađeni asinkroni generator, ali opciju samoproizvodnja mnogo ekonomičnije i ne oduzima puno vremena. U tom procesu ne bi trebalo biti nikakvih poteškoća čak ni za neiskusnu osobu.

Za preradu kolektorski motor AC mora pripremiti neke alate. Morate raditi prema određenim pravilima:

Generator se također može uzeti iz drugih uređaja, na primjer, iz automobila VAZ. Nakon toga morate nastaviti s njegovom instalacijom na jarbol. Treba imati na umu da će u slučaju korištenja rotora koji radi u kratkom spoju, uređaj generirati struju visokog napona.

Za dobivanje 220 volti, uređaj bi trebao biti opremljen transformatorom za smanjenje. Uređaj ne mora biti priključen na električnu mrežu, jer radi na način vlastitog napajanja.

Dakle, izrada generatora od indukcijskog motora nije izazovan zadatakčak i za početnika. Ako uzmemo u obzir sve mogućnosti uređaja, možemo zaključiti da će u određenim situacijama pomoći kod nestanka struje, a kada se ugradi vrlo snažan vjetrogenerator, bit će glavni izvor energije u kući.

Ideja o autonomnom izvoru električne energije i neovisnosti o stacionarnoj državnoj mreži uzbuđuje umove mnogih ruralnih stanovnika.

Prilično je jednostavno implementirati: potreban vam je trofazni asinkroni elektromotor koji se može koristiti čak i iz stare, rashodovane industrijske opreme.

Generator "uradi sam" iz asinkronog motora izrađen je prema jednoj od tri sheme objavljene u ovom članku. Besplatno će i pouzdano pretvarati mehaničku energiju u električnu.

Kako odabrati elektromotor

Kako bi se uklonile pogreške u fazi projektiranja, potrebno je obratiti pozornost na dizajn kupljenog motora, kao i na njegove električne karakteristike: potrošnju energije, napon napajanja, brzinu rotora.

Asinkroni strojevi su reverzibilni. Oni mogu raditi u načinu rada:

električni motor kada se na njih primjenjuje vanjski napon;

ili generator, ako njihov rotor okreće izvor mehaničke energije, na primjer, kotač vode ili vjetra, motor s unutarnjim izgaranjem.

Obraćamo pozornost na natpisnu pločicu, dizajn rotora i statora. Uzimamo u obzir njihove značajke prilikom izrade generatora.

Što trebate znati o dizajnu statora

Ima tri izolirana namota namotana na zajedničku jezgru magnetskog kruga za napajanje iz svake faze napona.

Povezani su na jedan od dva načina:

1. Zvijezda kada se svi krajevi skupe u jednu točku. Napon se primjenjuje na 3 početka i zajednički terminal krajeva kroz četiri žice.

2. Trokut - kraj jednog namota spojen je s početkom drugog tako da je strujni krug sastavljen u prsten i iz njega izlaze samo tri žice.

Ove informacije su detaljnije opisane u članku moje stranice o spajanje trofaznog motora na kućnu jednofaznu mrežu.

Značajke dizajna rotora

Također ima magnetski krug i tri namota. Povezani su na jedan od dva načina:

1. kroz kontaktne stezaljke motora s faznim rotorom;

2. kratko spojeni s aluminijskim umetkom u konstrukciji vjeveričjeg kotača – asinkroni strojevi.

Trebamo kavezni rotor. Sve sheme su dizajnirane za njega.

Dizajn faznog rotora također se može koristiti kao generator. Ali morat će se ponovno napraviti: jednostavno spojimo sve izlaze između sebe kratkim spojevima.

Kako uzeti u obzir električne karakteristike motora

Na rad generatora utjecat će:

1. Promjer žice za namatanje. Zagrijavanje strukture i veličina primijenjene snage izravno ovise o tome.

2. Izračunata brzina rotora, označena brojem okretaja.

3. Način spajanja namota u zvijezdu ili trokut.

4. Količina gubitka energije, određena učinkovitošću i kosinusom φ.

Gledamo ploču ili ih izračunavamo neizravnim metodama.

Kako natjerati električni motor da prijeđe u način rada generatora

Morate učiniti dvije stvari:

1. Okrenite rotor iz izvora vanjske mehaničke energije.

2. Pobuditi elektromagnetsko polje u namotima.

Ako je sve jasno s prvom točkom, onda je za drugu dovoljno spojiti kondenzatorsku banku na namote, stvarajući kapacitivno opterećenje određene vrijednosti.

Za ovo pitanje razvijeno je nekoliko shema.

puna zvijezda

Kondenzatori su spojeni između svakog para namota.

Pojednostavljena zvijezda

U ovom krugu su kondenzatori za pokretanje i rad spojeni svojim sklopkama.

dijagram trokuta

Kondenzatori su spojeni paralelno na svaki namot. Na izlaznim stezaljkama stvara se mrežni napon od 220 volti.

Koje su vrijednosti kondenzatora

Najlakši način je koristiti papirnate kondenzatore s naponom od 500 volti i više. Bolje je ne koristiti elektrolitske modele: oni mogu kuhati i eksplodirati.

Formula za određivanje kapaciteta je:S=Q/2π∙f∙U2.

U njemu je Q jalova snaga, f je frekvencija, U je napon.

Umirovljenik pravi vjetrenjače i štedi na struji

U mirovini iz Amurska oblast je odlučilasam za borbupovećanje tarifa zastruja. Želja za gotovo nemogućim javila se nakondostavljene fakturekomunalije.

Tada je bivši energetičar izradio vlastiti plan elektrifikacije cijele dionice. Sada se oštrice vrte na vrhu, žarulje svijetle na dnu. O kako vjetar je donio promjenu

Asinkroni motor kao generator

Raditi asinkroni motor u generatorskom modu

U članku je opisano kako izgraditi trofazni (jednofazni) 220/380 V generator na temelju asinkronog AC motora.

Trofazni asinkroni elektromotor, koji je krajem 19. stoljeća izumio ruski elektroinženjer M.O. Dolivo-Dobrovolsky, sada je dobio dominantnu distribuciju u industriji i poljoprivredi, kao iu svakodnevnom životu. Asinkroni elektromotori su najjednostavniji i najpouzdaniji u radu. Stoga, u svim slučajevima gdje je to dopušteno u uvjetima električnog pogona i nema potrebe za kompenzacijom jalove snage, treba koristiti asinkrone AC motore.

Postoje dvije glavne vrste asinkronih motora:s kaveznim rotorom i sa faznim rotorom . Asinkroni kavezni elektromotor sastoji se od fiksnog dijela - statora i pokretnog dijela - rotora, koji se okreće u ležajevima postavljenim u dva štita motora. Jezgre statora i rotora sastavljene su od zasebnih limova elektrotehničkog čelika izoliranih jedan od drugog. U utore jezgre statora položen je namot od izolirane žice. U utore jezgre rotora postavlja se namot šipke ili se ulijeva rastaljeni aluminij. Premosni prstenovi kratko spajaju namot rotora na krajevima (odatle naziv - kratkospojeni). Za razliku od kaveznog rotora, u žljebove faznog rotora postavlja se namot, izrađen prema vrsti namota statora. Krajevi namota vode se do kliznih prstenova postavljenih na osovinu. Četke klize duž prstenova, povezujući namot s reostatom za pokretanje ili podešavanje. Asinkroni elektromotori s faznim rotorom skuplji su uređaji, zahtijevaju kvalificirano održavanje, manje su pouzdani i stoga se koriste samo u onim industrijama u kojima se ne mogu odreći. Iz tog razloga nisu baš česti i nećemo ih dalje razmatrati.

Struja teče kroz namot statora, koji je uključen u trofazni krug, stvarajući rotirajuće magnetsko polje. Linije magnetskog polja polja rotirajućeg statora prelaze preko šipki namota rotora i induciraju u njima elektromotornu silu (EMS). Pod djelovanjem te EMF teče struja u kratkospojenim šipkama rotora. Magnetski tokovi nastaju oko šipki, stvarajući zajedničko magnetsko polje rotora, koje, u interakciji s rotirajućim magnetskim poljem statora, stvara silu koja tjera rotor da se okreće u smjeru rotacije magnetskog polja statora. Brzina vrtnje rotora je nešto manja od brzine vrtnje magnetskog polja koje stvara namot statora. Ovaj pokazatelj karakterizira klizanje S i za većinu motora je u rasponu od 2 do 10%.

Najčešće se koristi u industrijskim postrojenjimatrofazni asinkroni elektromotori, koji se proizvode u obliku objedinjenih serija. To uključuje jednu seriju 4A s rasponom nazivne snage od 0,06 do 400 kW, čiji se strojevi odlikuju visokom pouzdanošću, dobrim performansama i zadovoljavaju razinu svjetskih standarda.

Autonomni asinkroni generatori su trofazni strojevi koji pretvaraju mehaničku energiju primarnog motora u električna energija naizmjenična struja. Njihova nedvojbena prednost u odnosu na druge vrste generatora je odsutnost mehanizma kolektora i četkica i, kao rezultat toga, veća izdržljivost i pouzdanost. Ako se asinkroni motor isključen iz mreže stavi u rotaciju od bilo kojeg primarnog motora, tada se, u skladu s načelom reverzibilnosti električnih strojeva, kada se postigne sinkrona brzina, na stezaljkama namota statora ispod utjecaj rezidualnog magnetskog polja. Ako se sada na stezaljke namota statora spoji baterija kondenzatora C, tada će u namotima statora teći vodeća kapacitivna struja, koja je u ovom slučaju magnetizirajuća. Kapacitet baterije C mora prijeći određenu kritičnu vrijednost C0, koja ovisi o parametrima autonomnog asinkronog generatora: samo u tom slučaju generator se samopobuđuje i na namotima statora uspostavlja se trofazni simetrični naponski sustav. Vrijednost napona ovisi, u konačnici, o karakteristikama stroja i kapacitetu kondenzatora. Tako se asinkroni kavezni motor može pretvoriti u asinkroni generator.

Standardna shema za uključivanje asinkronog elektromotora kao generatora.

Možete odabrati kapacitet tako da nazivni napon i snaga asinkronog generatora budu jednaki naponu i snazi ​​kada radi kao elektromotor.

U tablici 1 prikazani su kapaciteti kondenzatora za pobudu asinkronih generatora (U=380 V, 750….1500 o/min). Ovdje je reaktivna snaga Q određena formulom:

Q = 0,314 U2 C 10-6,

gdje je C kapacitet kondenzatora, uF.

Kao što se može vidjeti iz gornjih podataka, induktivno opterećenje na asinkronom generatoru, koje smanjuje faktor snage, uzrokuje naglo povećanje potrebnog kapaciteta. Za održavanje konstantnog napona s povećanjem opterećenja potrebno je povećati kapacitet kondenzatora, odnosno spojiti dodatne kondenzatore. Ova se okolnost mora smatrati nedostatkom asinkronog generatora.

Frekvencija rotacije asinkronog generatora u normalnom načinu rada mora premašiti asinkroni za iznos klizanja S = 2 ... 10% i odgovarati sinkronoj frekvenciji. Nepoštivanje ovog uvjeta dovest će do činjenice da se frekvencija generiranog napona može razlikovati od industrijske frekvencije od 50 Hz, što će dovesti do nestabilnog rada potrošača električne energije ovisnih o frekvenciji: električnih pumpi, perilice rublja, uređaji s transformatorskim ulazom. Posebno je opasno smanjiti generiranu frekvenciju, jer se u tom slučaju smanjuje induktivni otpor namota elektromotora i transformatora, što može uzrokovati njihovo pojačano zagrijavanje i prijevremeni kvar. Kao asinkroni generator može se koristiti konvencionalni asinkroni kavezni elektromotor odgovarajuće snage bez ikakvih izmjena. Snaga elektromotora – generatora određena je snagom priključenih uređaja. Energetski najintenzivniji od njih su:

· transformatori za zavarivanje u kućanstvu;

· električne pile, električne spojnice, drobilice za zrno (snaga 0,3 ... 3 kW);

· električne peći tipa "Rossiyanka", "Dream" snage do 2 kW;

· električna glačala (snaga 850 ... 1000 W).

Posebno se želim osvrnuti na rad transformatora za zavarivanje u kućanstvu. Njihova veza s autonomnim izvorom električne energije je najpoželjnija, jer. kada rade iz industrijske mreže, stvaraju niz neugodnosti za druge potrošače električne energije. Ako je kućanski transformator za zavarivanje dizajniran za rad s elektrodama promjera 2 ... 3 mm, tada je njegova ukupna snaga približno 4 ... 6 kW, snaga asinkronog generatora za napajanje trebala bi biti unutar 5 .. 7 kW. Ako kućni transformator za zavarivanje omogućuje rad s elektrodama promjera 4 mm, tada u najtežem načinu rada - "rezanje" metala, ukupna potrošena snaga može doseći 10 ... 12 kW, odnosno snaga asinkronog generator treba biti unutar 11 ... 13 kW.

Kao trofaznu kondenzatorsku bateriju, dobro je koristiti tzv. kompenzatore jalove snage, dizajnirane za poboljšanje cosφu mrežama industrijske rasvjete. Njihova oznaka tipa: KM1-0,22-4,5-3U3 ili KM2-0,22-9-3U3, koja se dešifrira na sljedeći način. KM - kosinusni kondenzatori impregnirani mineralnim uljem, prva znamenka je veličina (1 ili 2), zatim napon (0,22 kV), snaga (4,5 ili 9 kvar), zatim broj 3 ili 2 znači trofazni ili jednostruki -fazna verzija, U3 (umjerena klima treće kategorije).

U slučaju samoproizvodnje baterije, potrebno je koristiti kondenzatore kao što su MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 itd. za radni napon od najmanje 600 V. Ne mogu se koristiti elektrolitički kondenzatori.

Gornja opcija za spajanje trofaznog elektromotora kao generatora može se smatrati klasičnom, ali ne i jedinom. Postoje i drugi načini koji jednako dobro funkcioniraju u praksi. Na primjer, kada je baterija kondenzatora spojena na jedan ili dva namota elektromotora-generatora.

Dvofazni način rada asinkronog generatora.

Sl.2 Dvofazni način rada asinkronog generatora.

Takvu shemu treba koristiti kada nema potrebe za dobivanjem trofaznog napona. Ova opcija prebacivanja smanjuje radni kapacitet kondenzatora, smanjuje opterećenje primarnog mehaničkog motora u stanju mirovanja i tako dalje. štedi "dragocjeno" gorivo.

Kao generatori male snage koji proizvode izmjenični jednofazni napon od 220 V, možete koristiti jednofazne asinkrone kavezne elektromotore za kućanske potrebe: od perilica rublja kao što su Oka, Volga, pumpe za zalijevanje Agidel, BCN itd. Imaju kondenzatorsku bateriju spojenu paralelno s radnim namotom ili koriste postojeći fazni kondenzator spojen na početni namot. Kapacitet ovog kondenzatora možda treba malo povećati. Njegova će vrijednost biti određena prirodom opterećenja spojenog na generator: aktivno opterećenje (električne peći, žarulje, električna lemilica) zahtijeva mali kapacitet, induktivno (elektromotori, televizori, hladnjaci) - više.

Sl.3 Generator male snage iz jednofaznog asinkronog motora.

Sada nekoliko riječi o glavnom pokretaču, koji će pokretati generator. Kao što znate, svaka transformacija energije povezana je s njezinim neizbježnim gubicima. Njihova vrijednost određena je učinkovitošću uređaja. Stoga snaga mehaničkog motora mora premašiti snagu asinkronog generatora za 50 ... 100%. Na primjer, s asinkronim generatorom snage 5 kW, snaga mehaničkog motora trebala bi biti 7,5 ... 10 kW. Uz pomoć prijenosnog mehanizma brzina mehaničkog motora i generatora se usklađuje tako da se režim rada generatora postavlja na prosječnu brzinu mehaničkog motora. Ako je potrebno, možete nakratko povećati snagu generatora povećanjem brzine mehaničkog motora.

Svaka autonomna elektrana mora sadržavati potreban minimum dodataka: AC voltmetar (sa skalom do 500 V), frekvencijski mjerač (po mogućnosti) i tri sklopke. Jedna sklopka povezuje opterećenje s generatorom, druga dva preklope uzbudni krug. Prisutnost prekidača u krugu uzbude olakšava pokretanje mehaničkog motora, a također vam omogućuje brzo smanjenje temperature namota generatora, nakon završetka rada, rotor nepobuđenog generatora se okreće iz mehaničkog motora za neko vrijeme vrijeme. Ovim se postupkom produljuje radni vijek namota generatora.

Ako bi generator trebao napajati opremu koja je normalno spojena na izmjeničnu mrežu (na primjer, stambenu rasvjetu, kućanske aparate), tada je potrebno osigurati dvofaznu sklopku koja će ovu opremu isključiti iz industrijske mreže tijekom rada. generatora. Obje žice moraju biti odspojene: "faza" i "nula".

Na kraju, nekoliko općih savjeta.

1. Alternator je opasan uređaj. Koristite 380V samo kada je to apsolutno neophodno, inače koristite 220V.

2. U skladu sa sigurnosnim zahtjevima, generator mora biti opremljen uzemljenjem.

3. Obratite pozornost na toplinski režim generatora. On "ne voli" prazan hod. Pažljivijim izborom kapaciteta pobudnih kondenzatora moguće je smanjiti toplinsko opterećenje.

4. Ne griješite u vezi snage električne struje koju stvara generator. Ako se tijekom rada trofaznog generatora koristi jedna faza, tada će njegova snaga biti 1/3 ukupne snage generatora, ako dvije faze - 2/3 ukupne snage generatora.

5. Frekvencija izmjenične struje koju stvara generator može se neizravno kontrolirati izlaznim naponom, koji bi u "mirovanju" trebao biti 4 ... 6% veći od industrijske vrijednosti od 220/380 V.