Генератор з асинхронного двигуна своїми руками. Як переробити асинхронний двигун в генератор

Зробити генератор з асинхронного двигуна своїми руками нескладно, але доведеться постаратися і витратити деякі кошти на придбання комплектуючих. Але для проведення робіт необхідно знати деякі тонкощі. Зокрема, принципи роботи асинхронного двигуна змінного струму, вивчити основні елементи його конструкції. Головне в генераторних установках - це рух магнітного поля. Воно може забезпечуватися шляхом обертання якоря за допомогою двигуна внутрішнього згоряння або вітряної установки. Також можливе використання альтернативних джерел - сили води, пари та ін.

Конструкція асинхронного двигуна

Можна виділити всього декілька елементів:

1. Статор з обмоткою.
2. Передня і задня кришки з встановленими підшипниками.
3. Ротор з короткозамкненими витками.
4. Контакти для підключення до електричної мережі.

Якщо задуматися, то може здатися, що дуже просто переробити двигун в генератор, фото якого ви можете детально розглянути. Але якщо розібратися більш ретельно, то виявиться, що не все так і просто, підводних каменів предостатньо.

Статор складається з безлічі металевих пластин, притиснутих щільно один до одного. Також вони оброблені лаком, в деяких конструкціях, для додання міцності, всі пластини приварені один до одного. На статорі намотаний провід, він щільно прилягає до сердечника і ізольований від нього за допомогою картонних вставок. У кришках розташовані підшипники, з їх допомогою проводиться не тільки більш легке прокручування ротора, але і його центрування.

Принцип роботи двигуна

Суть усього процесу полягає в тому, що магнітне поле утворюється навколо статорної обмотки. Воно досить потужне, але не вистачає головного компонента - руху. Поле статичне, нерухоме, а головна умова в генераторних установках - це обертання, зміна напрямку силових ліній. У випадку з двигуном все досить просто - мається ротор, який виготовлений з металу. Усередині кілька витків дуже товстого кабелю. Причому всі витки замкнуті, з`єднані між собою.

Виходить принцип простого трансформатора. У короткозамкнених витках індукується ЕРС, яке створює в навколишньому просторі змінне магнітне поле. Виходить, що тепер все є для того щоб з`явилося рух. Під дією сил відбувається обертання ротора електричного двигуна. Такий тип машин володіє хорошими характеристиками, а конструкція проста і надійна, ламатися нема чому. З цієї причини асинхронні двигуни отримали широке поширення в промисловості. Понад 95% всіх моторів на заводах і фабриках - це асинхронні. Виготовити генератор своїми руками, схема якого не дуже складна, може кожен при наявності мінімальних знань.

Підключення до однофазної мережі

Справжньою проблемою стає підключення електродвигуна, розрахованого на три фази, до однієї. Принцип генератора трохи відрізняється, але для його розуміння потрібно розглянути і процес мотора. Необхідно використання ємності, яка дозволить зробити зрушення фази в потрібну сторону. Причому існує декілька схем, використовуваних на практиці. В одних конденсатор застосовується тільки в момент запуску, в інших і при роботі. Включається пускова ємність на короткий проміжок часу, до досягнення необхідних обертів. Контактує вона через вимикач паралельно одній з обмоток, з`єднаних за схемою трикутник.

У таких варіантів підключення є один істотний недолік - зниження потужності електродвигуна. Можна отримати від нього як максимум 50-відсоткову віддачу. Отже, при потужності мотора 1,5 кВт, у разі живлення від однофазної мережі, ви зможете отримати лише половину - 0,75 кВт. Це накладає певні незручності, тому що доводиться використовувати більш потужні електродвигуни.

Як отримати три фази з однієї

Для більш зручного використання електричних асинхронних двигунів необхідно живлення від трьох фаз. Але провести до себе додому таку мережу зможе не кожен, також виникають труднощі з урахуванням електроенергії. Тому доводиться викручуватися, як виходить. Найпростіше встановити частотний перетворювач. Але його вартість висока, не кожен здатний виділити таку суму для власного гаража або майстерні. Тому доводиться застосовувати підручні засоби. Вам буде потрібно асинхронний двигун, конденсатор і автотрансформатор. У якості останнього можна використовувати саморобний пристрій, виготовлений з сердечника електродвигуна. Можете навіть зробити креслення генератора, щоб спростити роботу по збірці.

На нього вимагається намотати близько 400 витків дроту. Діаметр його близько 6 кв. мм. Для точності потрібно зробити десять відводів, щоб звершити підгонку фаз. Можна сказати навіть, що це генератор з асинхронного двигуна, своїми руками зроблений. Тільки його основна функція - це перетворення, зрушення фаз. Одна обмотка з`єднується з фазою, між двома іншими включений конденсатор. Друга обмотка з`єднується з нулем, третя підключається туди ж, тільки через автотрансформатор. Середній його висновок - це одна фаза, дві інших - це висновки розетки.

Що врахувати для переробки в генератор

Щоб зробити вітро генератор з (асинхронний!) Двигуна, вам буде потрібно врахувати одну головну особливість. А саме - створити магнітне поле, яке буде здійснювати рух. Домогтися цього можна двома шляхами. Перший - це установка постійних магнітів на роторі. Другий - зробити обмотку збудження на якорі. У обох способів є як переваги, так і недоліки.

Вирішити потрібно перед початком проведення робіт, генератор струму якого виду вам необхідний. Якщо потрібен постійний, то буде потрібно застосовувати діоди для випрямлення. Це дозволить забезпечити світлом невеликий будинок, а також живити практично будь-яку побутову апаратуру. Саморобні генератори струму можуть приводитися в рух навіть силою вітру. Потрібно тільки провести розрахунок обмоток, щоб на виході не було перевищення напруги. Хоча стабілізацію можна зробити і за допомогою використання регуляторів, що використовуються в автомобільній техніці.

Постійні магніти або обмотка збудження?

Як говорилося раніше, можна зробити обмотку збудження або провести монтаж постійних магнітів. Недолік останнього способу - велика вартість магнітів. А мінус першого - це необхідність застосовувати щітковий вузол для забезпечення харчуванням. Він потребує догляду і своєчасній заміні. Причина - тертя, яке поступово з`їдає поверхню графітової щітки. Будь автомобільний генератор, інструкція до якого обов`язково додається, володіє саме таким недоліком.

Щоб зробити обмотку збудження, достатньо змінити конструкцію якоря. Він повинен бути металевим, на ньому обов`язково намотується провід в лакової ізоляції. Також буде потрібно на одному краю ротора встановити контакти, які служать для харчування. Але плюс в тому, що є можливість стабілізації напруги на виході генератора. Простіше виявиться в якорі зробити пази для монтажу ніодімовий магнітів. Вони створюють дуже сильне поле, якого достатньо для генерації великих значень напруги та струму.

Скільки фаз потрібно на виході?

Найпростіше виявляється, звичайно, зробити генератор, фото якого наведено, якщо на виході повинна бути всього одна фаза. Але тут є заковика - не кожна конструкція дозволяє здійснити це. Саморобний генератор з асинхронного двигуна такого типу можна зробити, якщо всі обмотки виведені і не з`єднані між собою. Багато моделей моторів мають лише три висновки, решта вже всередині з`єднані, тому для реалізації задумки потрібно повністю його розібрати і вивести необхідні дроти назовні.

Потім вони з`єднуються послідовно і на виході можна отримати однофазну напругу. Але якщо вам потрібно трифазне, не варто робити нічого, модернізація обмоток не буде потрібно. Але враховувати особливості все одно потрібно. Необхідно, щоб генератор з асинхронного двигуна, своїми руками зроблений, мав з`єднання обмоток по схемі зірка. Ось невелика відмінність від варіанту, коли машина працює в якості джерела руху. Ефективна генерація електроенергії можлива тільки при включенні по схемі зірка.

Як провести випрямлення струму?

Але якщо виникає необхідність в отриманні постійного струму, вам потрібно знання схемотехніки. Потрібно 12 або 24 Вольт напруга? Немає нічого простішого, автомобільна електроніка прийде на допомогу. Але тільки в тому випадку, якщо використовується обмотка збудження в якості генератора магнітного поля. При використанні постійних магнітів процедура стабілізації ускладнюється.

Варіант випрямляча вибирається, виходячи з того, яка кількість фаз на виході генератора. Якщо одна, то цілком достатньо мостової схеми, або взагалі на одному діоді (однополуперіодний випрямляч). Якщо ж три фази на виході, то виникне необхідність у використанні шести напівпровідників для випрямлення. Також три штуки (по одному на кожну фазу) - для захисту від зворотної напруги.

Як зробити з трьох одну фазу

Ця дія проводити не потрібно, так як воно просто безглуздо. Генератор якщо видає трифазне змінну напругу, то для запітиванія споживачів (телевізора, лампи розжарювання, холодильника, та ін.), Необхідно використовувати лише один висновок. Другий - це загальний, точка з`єднання обмоток. Як було сказано раніше, потрібно з`єднувати їх за схемою зірка.

Тому у вас є можливість підключення споживачів до однієї з фаз. Питання в тому, чи є сенс, чи раціонально так чинити? Якщо необхідно забезпечити будинок виключно світлом, ніяких споживачів не плануєте підключати, то цілком розумніше використовувати малопотужні світлодіодні світильники. Вони споживають малу кількість електроенергії, тому генератор струму, який видає стабільно 12 Вольт, здатний забезпечити будинок не тільки світлом. Можна без зусиль включати і побутову техніку, якої потрібно для роботи саме таку напругу.

Правила намотування дроту

Не завжди потрібна така інформація, оскільки, з метою спрощення конструкції, використовується та статорна обмотка, яка вже є. Але вона не завжди задовольняє тим умовам, які стоять перед вами. Наприклад, якщо ви конструюєте вітро генератор з (асинхронний) двигуна, неможливо отримати мінімальне число оборотів ротора. Отже, на виході напруга виявиться малим і недостатнім для роботи побутової техніки. Тому виникає необхідність у невеликих бувальцях.

Обмотку проводити потрібно більш товстим дротом, щоб отримати більш високе значення сили струму на виході. Для цього позбавляєтеся від старого проводу. Намотування ведеться впритул, на картонний каркас. Коли вона проведена, потрібно нанести шар лаку, рясно ним просочити провід. Тільки не забудьте перед початком експлуатації пристрою гарненько просушити. Для цього лампу розжарювання 25 або 40 Вт встановіть в середині статора і залиште на 1-2 дні. Не залишайте тільки без нагляду.

Експериментальне визначення необхідної кількості витків

Щоб визначити, яке число витків вам необхідно для нормальної роботи генератора, буде потрібно скористатися безліччю формул. Але потрібно знати перетин сердечника, матеріал, з якого він виготовлений. Але це часто просто неможливо визначити. Тому доводиться робити експерименти. Залежно від того, одна або три фази вам потрібно, змінюється алгоритм проведення експерименту. Саморобний генератор з асинхронного двигуна може бути виготовлений різними методами.

Якщо планується зробити одну фазу на виході, то намотайте рівномірно по всьому сердечникові 10-20 витків дроту. Зберіть всю конструкцію і з`єднайте з приводом, який будете використовувати в подальшому. Проведіть завмер напруги на виході, розділіть на те число витків, яке намотали. І ви отримаєте напруга, знімається з одного витка. Для обчислення довжини обмотки, вам потрібно застосувати просте обчислення - напруга (необхідне) розділити на отримане значення. Аналогічно проводиться розрахунок і трифазного генератора.

Висновки

Зробити генератор з асинхронного двигуна своїми руками нескладно. Найголовніше - це вирішити, який привід плануєте використовувати. Якщо це звичайний бензиновий двигун, то проблем ніяких не виникне. Великі труднощі виникнуть у разі, якщо в якості приводу ви будете використовувати вітряк. Причина - обороти двигуна, так само як і вихідна напруга, безпосередньо залежать від сили вітру, його швидкості. Тому такі генератори необхідно розраховувати таким чином, щоб навіть при мінімальних обертах вироблялося номінальну напругу. Але на виході бажано мати не більше 12 Вольт. Це виявиться більш простим рішенням.