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

Генератор из 3х фазного двигателя своими руками

Как подключить генератор трехфазного тока к сети дома

Участившиеся случаи пропадания электричества, а также необходимость подключения потребителей на 380 Вольт вынуждают жителей частного сектора применять трехфазный генератор. При этом нужно разобраться, как подключить электрогенератор к сетям загородного дома, воспользовавшись установленным в них оборудованием. Для решения проблемы следует ознакомиться с несколькими способами включения, практикуемыми жителями частных хозяйств.

  1. Разновидности генераторов
  2. Устройство и основные параметры генерации
  3. Как правильно выбрать трехфазный генератор
  4. Схемы подключения
  5. Подключение через дополнительный распределительный автомат
  6. Подключение через рубильник
  7. Схема автоматического переключения
  8. Через розетку

Разновидности генераторов

Бензиновый генератор DDE GG3300P

По виду используемого в агрегате топлива все известные генераторные устройства могут быть:

  • бензиновыми;
  • дизельными;
  • агрегатами, работающими на газу или на дровах.

Первые два варианта привлекают внимание пользователей, взявших за основу готовый двигатель, работающий на бензиновом или дизельном топливе.

Устройства на газу и дровах менее эффективны при использовании в домашнем хозяйстве и применяются крайне редко.

По своему назначению известные образцы генераторов трехфазного тока делятся на основные и резервные агрегаты. Вопрос о способах включения в бытовую сеть касается и тех и других моделей.

Устройство и основные параметры генерации

Устройство трехфазного генератора

Трехфазный генератор представляет собой устройство, работающее по принципу преобразования механической энергии вращающегося вала в электричество. В его состав помимо связанной с приводом подвижной части входят три катушки, набранные из множества обмоток и размещенные на сердечнике статора. В бесколлекторных генераторах при вращении ротора в катушках наводятся ЭДС, по своим параметрам соответствующие нормативам 3-х фазного сетевого питания. Это означает следующее:

  • получаемые напряжения имеют форму синусоиды;
  • амплитуда каждой из 3-х фаз равна 220 Вольт;
  • напряжение между ними составляет 380 Вольт;
  • частота генерируемых колебаний – 50 Герц.

Конструктивной особенностью таких агрегатов является сдвиг между фазами, равный 120 градусам.

С катушек статора в обслуживаемую линию подается переменное напряжение, обеспечивающее ее необходимым питанием 380 Вольт.

Как правильно выбрать трехфазный генератор

Дизельный генератор трехфазный PACIFIC I T16K, SDMO (Франция) 11,6 кВт

При выборе фирменных агрегатов придется учесть следующие характеристики:

  • вид энергоносителя;
  • выходная мощность устройства;
  • наличие дополнительных функций.

Вид топлива выбирается с учетом конкретных условий эксплуатации (удобства хранения горючего в жилом доме). Выходная мощность приобретаемого агрегата подбирается с учетом предполагаемой нагрузки, этот показатель варьируется от 5 до 6 кВт на каждую однофазную ветвь. При знакомстве с дополнительным функционалом особое внимание уделяется следующим возможностям:

  • регулировка параметров 3-х фазного напряжения (его формы, в частности);
  • возможность подключения дополнительных линий (нагрузочная способность);
  • наличие электромагнитного реле-регулятора.

Важно убедиться в том, что в выбранной модели имеются приборы индикации, позволяющие визуально контролировать уровень каждого из напряжений.

Схемы подключения

Разобравшись со вспомогательными вопросами, переходят непосредственно к подключению генератора к обслуживаемой линии.

Подключение через дополнительный распределительный автомат

Схема подключения автоматов от линии и генератора практически одна и та же, что позволяет ничего не изменять в действующей трехфазной электросети. Этот подход к включению в сеть частного дома является самым надежным и гарантирует успешную работу подсоединенного к ней оборудования. Для его реализации потребуется проделать следующие операции:

  1. Отключить вводный автомат 380 Вольт, обесточив домашнюю сеть.
  2. Установить в щитке новый 4-хполюсный автомат, выходные клеммы которого соединяются отрезками проводников с входными контактами всех линейных приборов.
  3. Кабель с выхода генератора с 4-мя жилами (3 фазы и нуль) подводится к новому автомату и каждая из них подключается к соответствующей клемме.

Если далее по схеме установлено УЗО, при проведении коммутаций учитывается разводка подключаемых к нему проводников (каждой из 3-х фаз и нуля).

Подключение через рубильник

Монтаж через рубильник

Перекидной рубильник – это тот же переключатель, но имеющий три положения. При его применении шины от генераторного устройства подсоединяются к одному комплекту полюсов, а подводящие жилы от высоковольтной линии – к другому. Центральный контактный набор выключателя, проводники от которого идут непосредственно к нагрузке, поочередно перекидывается в сторону ввода от ВВ или к генераторной подводке. В среднем положении рубильника вся домашняя сеть полностью обесточена.

Схема автоматического переключения

Избавиться от необходимости ручного выбора источника питания удается за счет использования схемы автоматического переключения подсоединяемой к нему нагрузки. В ее состав как минимум входят модуль управления и два пускателя (контакторы) с перекрестным подключением. Первый из этих узлов, изготавливаемый на основе микропроцессора, полупроводниковых транзисторов или аналоговых микросхем, выполняет следующие функции:

  • распознавание ситуации с пропаданием электричества в основной питающей линии;
  • последующее за этим отключение от нее потребителя;
  • переключение его на отвод от 3-х фазного генератора.

Через розетку

Чтобы подключить генератор к сети дома через розетку, потребуется внимательно ознакомиться с особенностями применения этого метода. Несмотря на свою простоту и удобство подключения, этот вариант имеет множество отрицательных сторон, выражающихся в следующем:

  • необходимость постоянно следить за тем, чтобы вводный автомат был выключен;
  • потребность в приобретении специальной 4-х полюсной розетки, рассчитанной на большие токи;
  • ограничения по подключаемой к генератору нагрузке.

Способ включения через розетку является худшим из всех возможных. Его применение недопустимо при любых условиях.

Самодельный генератор из двигателя от стиральной машины

Сегодня речь пойдет о переделке асинхронного электродвигателя от стиральной машины в генератор. Вообще, я давно интересовался данным вопросом, но особого желания для переделки электродвигателя не было, поскольку в то время не видел область применения генератора. С начала года шла работа над новой моделью горнолыжного подъемника. Свой подъемник дело хорошее, но кататься с музыкой гораздо веселее, поэтому у меня быстро созрела мысль сделать такой генератор, чтобы зимой на склоне использовать его для зарядки аккумулятора. У меня были припасены три электродвигателя от стиральной машины, причем два из них абсолютно исправные. Вот один из таких асинхронных электродвигателей я и решил переделать в генератор. Немного забегая вперед скажу, что идея не моя и не новая. Я опишу лишь процесс переделки асинхронного электродвигателя в генератор.

Читать еще:  Что такое компрессия двигателя субару

За основу был взят электродвигатель стиральной машины мощностью 180 Ватт производства КНР начала 90-х годов прошлого века.

Магниты заказал у ООО «НПК «Магниты и системы», прежде я уже покупал магниты при постройке ветряной электростанции. Магниты неодимовые, размер магнитов 20x10x5. Стоимость 32 штук магнитов с доставкой 1240 рублей.

Переделка ротора заключалась в снятии слоя сердечника (углублении). В образовавшемся углублении будут установлены неодимовые магниты. В начале на токарном станке было снято 2 мм сердечника – выступ над боковыми щечками. Затем было сделано углубление на 5 мм под неодимовые магниты. Итог переделки ротора можно видеть на фотографии.

Измерив длину окружности получившегося ротора, были произведены необходимые расчеты, после которых из жести был изготовлен шаблон-полоска. С применением шаблона ротор был разделен на равные части. Между рисками потом будут вклеены неодимовые магниты.

На один полюс использовалось 8 магнитов. Всего на роторе получилось 4 полюса. С помощью компаса и маркера все магниты были промаркированы для удобства. К ротору магниты приклеивались “Суперклеем”. Скажу, дело это кропотливое. Магниты очень сильные, приходилось их крепко держать при склеивании. Были моменты, когда магниты отрывались, прищемляли пальцы, а клей прилетал в глаза. Поэтому клеить магниты нужно с применением защитных очков.

Полость между магнитами решил заполнить эпоксидной смолой. Для этого ротор с магнитами был обернут несколькими слоями бумаги. Бумага закреплена скотчем. Торцы для дополнительной герметизации замазаны пластилином. В оболочке вырезано отверстие. Вокруг отверстия из пластилина сделано горлышко. В отверстие оболочки заливалась эпоксидная смола.

После застывания эпоксидной смолы, оболочка была снята. Ротор зажат в патрон сверлильного станка для последующей обработки. Шлифование проводилось наждачной бумагой средней зернистости.

Из электродвигателя выходили 4 провода. Нашел рабочую обмотку, а провода от стартовой обмотки отрезал. Установил новые подшипники, поскольку старые вращались туговато. Болты стягивающие корпус тоже установлены новые. Выпрямитель собран на диодах Д242, в качестве контроллера зарядки применяется контроллер «SOLAR», купленный еще несколько лет назад на Ebay.

Испытания генератора можно посмотреть на видео.

Для зарядки аккумулятора достаточно 3-5 оборотов генератора. На максимальных оборотах дрели из генератора получилось выжать 273 Вольта. Увы, залипание приличное, поэтому на ветряк такой генератор ставить смысла нет. Разве что ветряк будет с большим винтом или редуктором. Генератор будет стоять на горнолыжном подъемнике. Испытания в полевых условиях уже этой зимой.

Генератор из мотора от стиралки

Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:
— неодимовые магниты;
— эпоксидная смола;
— мотор от стиральной машинки.

Процесс изготовления самоделки:

Шаг первый. Разборка мотора и подготовка ротора
Первым делом нужно разобрать двигатель от стиральной машины. Аккуратно достаем ротор и зажимаем в патрон сверлильного станка. Далее автор обтачивает лишний слой металла, чтобы появился зазор для установки магнитов. Конечно же, при таком подходе неизбежны биения, нужно как минимум, закрепить болгарку.








Шаг второй. Установка магнитов
Далее автор установил на ротор магниты, полярность можно видеть на фото. Чем больше будет магнитов и чем толще они будут, тем больше энергии сможет выработать генератор.

Далее устанавливается опалубка в виде куска сантехнической трубы и внутрь заливается эпоксидная смола. Само собой, тут также неизбежна кривизна.

Еще недостаток такого способа установки магнитов в том, что сталь ротора будет глушить магнитное поле магнитов.






Шаг третий. Шлифовка и испытания
Когда смола застынет, снимаем опалубку и обтачиваем ротор на все том же сверлильном станке. В завершении все можно собирать и испытывать генератор.

Вращая генератор рукой, автор демонстрирует напряжение в 250В, что кажется сомнительным.

Генератор из асинхронного двигателя 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.

Читать еще:  Давление сжатия дизельного и бензинового двигателя

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.

Читать еще:  Чего двигатель альфы работает с перебоем

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector