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

Зачем нужны асинхронные генераторы?

Если рассмотреть фото асинхронных генераторов, то легко заметить что с первого взгляда практически невозможно отличить их от обыкновенных двигателей.

Суть в том, что это практически одни и те же электрические машины используемые в другом направлении и имеющие разные схемы подключения. Поэтому достаточно просто переделать одну такую машину в другую.

Эта статья поможет разобраться в том как это осуществить на практике. В современном мире множество генераторов и большинство из них асинхронные. Так как значительным преимуществом таких электрических машин является их простота, надежность и легкость в наладке системы.

Процесс изготовления

Для этой цели может использоваться механизм из бытовой техники, например, со стиральной машинки. Сначала снимается верхний слой из сердечника двигателя, чтобы открылся доступ ко всем составляющим элементам. После этого по всему сердечнику нужно проделать дополнительные отверстия и сделать небольшое углубление.

Из ротора снимаются размеры и создаётся шаблон в виде полосы, соответствующий реальным параметрам механизма. На каждый полюс образовавшегося пространства нужно прикрепить неодимовой магнит. Для процесса может потребоваться от 8 до 10 магнитов.

Зафиксировать магниты лучше суперклеем, но можно применять и другие варианты из доступных подручных средств. Для герметизации устройства ротор можно обернуть бумагой и залепить торцовую часть пластилином.

Свободные места между магнитами нужно обработать используя эпоксидную смолу. Поле того, как заливка высохнет, можно снять бумажную оболочку, в которую и заливалась смесь. После этого начинается этап шлифовки поверхности ротора. Деталь нужно зафиксировать в тиски. Далее, определяется состояние проводов и происходит тестирование созданного генератора.

Процесс преобразования асинхронного двигателя в генератор такого же типа завершён. Применять устройство можно в разных вариантах работ.

Что касается оценки уровня эффективности, то генератор из трёхфазного двигателя в этом плане ничем не отличается от асинхронного типа. Одним из плюсов первого варианта является наличие конденсаторной батареи, улучшающей процесс работы генератора и по своей структуре считающейся одним из наиболее сложных технических элементов устройства.

Транзисторы и Н-мост

Но чтобы поочерёдно подавать ток на каждую из фаз и менять их полярность, необходимы транзисторы. Ещё нам нужна передача больших токов, высокая скорость переключения и чёткость открытия/закрытия затворов. В данном случае удобнее управлять затворами по напряжению, а не по току. Поэтому оптимальны полевые (MOSFET) транзисторы. Чаще всего их используют в контроллерах. Очень редко можно встретить комбинированный вариант транзисторов.

Читать еще:  Датчика влияющие на расход топлива в двигателе

Для переключения фаз со сменой их полярностей используют классическую схему Н-моста (H-Bridge) из полевых транзисторов.

Он состоит из трёх пар транзисторов. Каждая из пар подключается к соответствующей фазе обмотки двигателя и обеспечивает подачу тока со значением (+ или –). Транзисторы, отвечающие за включение фазы с положительным значением, называют верхними ключами. С отрицательным — нижними. Для каждого шага открывается пара ключей: верхний одной фазы и нижний соседней фазы. В результате ток проходит от одной фазы к другой и приводит электродвигатель в движение.

Из схемы видно, что мы не можем включить одновременно верхний и нижний ключ у одной и той же фазы: произойдёт короткое замыкание. Поэтому очень важно быстрое переключение верхних и нижних ключей, чтобы в переходных процессах не появилось замыкание. И чем качественнее и быстрее мы обеспечим переключения, тем меньше у нас будет потерь и нагрева/перегрева транзисторов H-моста.

Для запуска остаётся обеспечить управление затворами ключей H-моста. Для управления H-мостом нужно:

  1. Считать показания датчиков Холла.
  2. Определить, в каком положении какую пару ключей включать.
  3. Передать сигналы на соответствующие затворы транзисторов.

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.

Генератор на магнитах

А почему магнитное поле нужно обязательно создавать с помощью электрического тока? Ведь есть же мощные его источники – неодимовые магниты.
Для переделки асинхронного двигателя в генератор потребуются цилиндрические неодимовые магниты, которые будут установлены на место штатных проводников обмотки ротора. Сначала нужно подсчитать необходимое количество магнитов. Для этого извлекают ротор из переделываемого в генератор двигателя. На нем четко видны места, в которых уложена обмотка «беличьего колеса». Размеры (диаметр) магнитов выбирается таким, чтобы при установке строго по центру проводников короткозамкнутой обмотки они не соприкасались с магнитами следующего ряда. Между рядами должен остаться зазор не менее, чем диаметр применяемого магнита.
Определившись с диаметром, вычисляют, сколько магнитов поместится по длине проводника обмотки от одного края ротора до другого. Между ними при этом оставляют зазор не менее одного – двух миллиметров. Умножая количество магнитов в ряду, на число рядов (проводников обмотки ротора), получают требуемое их количество. Высоту магнитов не стоит выбирать очень большой.
Для установки магнитов на ротор асинхронного электродвигателя его потребуется доработать: снять на токарном станке слой металла на глубину, соответствующую высоте магнита. При этом ротор обязательно нужно тщательно отцентровать в станке, чтобы не сбить его балансировку. Иначе у него появится смещение центра масс, которое приведет к биению в работе.

Читать еще:  Что такое двухтопливный двигатель

Затем приступают к установке магнитов на поверхность ротора. Для фиксации используют клей. У любого магнита есть два полюса, условно называемые северным и южным. В пределах одного ряда полюса, расположенные в сторону от ротора, должны быть одинаковыми. Чтобы не ошибиться в установке, магниты сначала сцепляют между собой в гирлянду. Они сцепятся строго определенным образом, так как притягиваются они друг к другу только разноименными полюсами. Теперь остается только отметить одноименные полюса маркером.
В каждом последующем ряду полюс, находящийся снаружи, изменяется. То есть, если вы выложили ряд магнитов с отмеченным маркером полюсом, расположенным наружу от ротора, то следующий выкладывается магнитами, развернутыми наоборот. И так далее.
После приклеивания магнитов их нужно зафиксировать эпоксидной смолой, Для этого вокруг получившийся конструкции из картона или плотной бумаги делают шаблон, в который зальется смола. Бумагу оборачивают вокруг ротора, обматывают скотчем или изолентой. Одну из торцевых частей замазывают пластилином или также заклеивают. Затем устанавливают ротор вертикально и заливают в полость между бумагой и металлом эпоксидную смолу. После ее отвердевания приспособления удаляют.
Теперь снова зажимаем ротор в токарный станок, центруем, и шлифуем поверхность, залитую эпоксидкой. Это необходимо не из эстетических соображений, а для минимизации влияния возможной разбалансировки, образовавшейся из-за дополнительных деталей, установленных на ротор.
Шлифовку производят сначала крупнозернистой наждачной бумагой. Ее крепят на деревянном бруске, который затем равномерно перемещают по вращающейся поверхности. Затем можно применить наждачную бумагу с более мелким зерном.

Теперь готовый ротор можно вставить обратно в статор и испытать получившуюся конструкцию. Она может быть с успехом использована теми, кто хочет сделать, например, ветрогенератор из асинхронного двигателя. Есть только один недостаток: стоимость неодимовых магнитов очень велика. Поэтому, прежде чем начать переделывать ротор и тратить деньги на запчасти, следует подсчитать, какой вариант экономически более выгоден: сделать генератор из асинхронного двигателя или приобрести готовый.

Читать еще:  Что такое флагманский двигатель

ТРЕХФАЗНЫЙ ГЕНЕРАТОР: ПРИНЦИП РАБОТЫ И ОПТИМАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Принцип выработки тока в трехфазном генераторе тот же, что и в однофазном. Единственная разница в том, что потребители могут получать как ток с напряжением 220 В, так и ток с напряжением 380 Вольт. Для питания приборов на панели трехфазного генератора установлены две розетки: однофазная 220В/16А и трехфазная 380В/16А.

1. Существует возможность подключения многих потребителей. К трехфазному генератору можно подключить сразу нескольких потребителей при неполадках сети.
2. Принцип распределения мощности. При выборе генератора по фазности очень важно учесть, что каждая фаза трёхфазного аппарата способна выдавать только треть от общего количества мощности. Поэтому, если вы думаете, что трехфазная электростанция с номинальной мощностью в 6кВт запустит мощный однофазный прибор, требующий этих самых 5 или 6 кВт, то вы глубоко заблуждаетесь. Шесть кВт мощности генератора разделятся на три части поровну – по 2 кВт для однофазных подключений. И трёхфазный генератор не запустит очень мощный электрический прибор. Он даже не справится с электроприбором на 3 или 4 кВт. Ему «по зубам» только однофазные потребители тока до 2 кВт мощности. Зато их можно подсоединить сразу три.
3. Ошибочный расчет мощности. Если не учитывать принцип распределения мощности у трехфазного генератора, то легко можно ошибиться, купив его для дома. Поэтому мы и предупреждали ранее: совершенно недопустимо приобретать трёхфазный генератор, если в доме электрические приборы однофазные. Так использование генератора будет нерациональным, даже при правильно разведённой проводке с недопущением перекосов подаваемой нагрузки. Просто, от аппарата в 6 кВт запитаете единственный однофазный 2 киловатный электрический прибор, а сам генератор будет работать на все 6 кВт и, естественно, зря расходовать топливо. Следует приобрести однофазный генератор на 6 кВт, что позволит сэкономить на топливе, и цена такого генератора будет ниже.
4. Перекос фаз. Как видим, трехфазный генератор довольно-таки капризный в случае подключения к нему однофазных приборов. Ну ладно, мы уже разобрались – можно подключать три однофазных прибора одновременно. Но не все так просто! Существует еще одна проблема трехфазной электростанции, именуемая «перекос фаз».
Если говорить простым языком, то нельзя допустить, чтобы хоть одна фаза превышала порог мощности в 25% в сравнении с другими фазами, так как трехфазные генераторы очень чувствительны к такому перекосу. Если у вас холодильник на 0,8 к Вт, то +25%, получится всего 1 кВт. Именно столько мощности вы сможете подключить на другую фазу генератора. Если пожелаете, чтоб работал пылесос на 2 кВт, получится как раз тот самый «перекос фаз» и генератор отключится.

Популярные модели генераторов на 380В:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector