Alternateur fait maison. Comment faire un générateur pour une éolienne à partir d'un moteur à induction de vos propres mains

La volonté de développer une source autonome pour la production d'électricité a permis de construire un générateur à partir d'un moteur asynchrone classique. Le développement se distingue par sa fiabilité et sa relative simplicité.

Types et description d'un moteur asynchrone

Il existe deux types de moteurs :

1. Rotor à cage d'écureuil... Il comprend un stator (élément immobile) et un rotor (élément tournant), en mouvement grâce au fonctionnement de roulements fixés sur deux flasques moteurs. Les noyaux sont en acier et sont également isolés les uns des autres. Un fil isolé est situé le long des rainures du noyau du stator et un enroulement de tige est installé le long des rainures du noyau rotatif ou de l'aluminium fondu est coulé. Des anneaux de pontage spéciaux jouent le rôle d'élément de fermeture de l'enroulement du rotor. Développement indépendant transformer les mouvements mécaniques du moteur et créer de l'électricité à tension alternative. Leur avantage est qu'il n'y a pas de mécanisme de collecteur alcalin disponible, ce qui les rend plus fiables et durables.
2. Rotor phasé- un appareil coûteux qui nécessite service spécialisé... La composition est la même que pour un rotor en court-circuit. La seule exception est que l'enroulement du rotor et du stator du noyau est constitué de fil isolé et que ses extrémités sont reliées à des bagues fixées à l'arbre. Des brosses spéciales y passent, qui combinent les fils avec un rhéostat de réglage ou de démarrage. En raison de son faible niveau de fiabilité, il n'est utilisé que pour les industries auxquelles il est destiné.

Champ d'application

L'appareil est utilisé dans diverses industries :

1. En tant que moteur normal pour les centrales éoliennes.
2. Pour la propre alimentation électrique indépendante d'un appartement ou d'une maison.
3. Comme les petites centrales hydroélectriques.
4. En tant qu'alternative type inverseur de générateur (soudage).
5. Pour créer système ininterrompu Alimentation CA.

Avantages et inconvénients du générateur

Les qualités positives du développement incluent:

1. simples et montage rapide avec la possibilité d'éviter de démonter le moteur et de rembobiner le bobinage.
2. La capacité de faire tourner le courant électrique à l'aide d'une éolienne ou d'une turbine hydraulique.
3. Application du dispositif dans les systèmes moto-générateurs pour convertir un réseau monophasé (220V) en un réseau triphasé (380V).
4. La possibilité d'utiliser le développement dans des endroits où il n'y a pas d'électricité, en utilisant un moteur à combustion interne pour la promotion.

Inconvénients :

1. Le problème du calcul de la capacité du condensat, qui est connecté aux enroulements.
2. Il est difficile d'atteindre la marque de puissance maximale dont le développement DIY est capable.

Principe d'opération

Le générateur génère énergie électriqueà condition que le nombre de tours du rotor soit légèrement supérieur à la vitesse synchrone. Le type le plus simple produit environ 1800 tr/min, considérant que le niveau de sa vitesse synchrone devient 1500 tr/min.

Son principe de fonctionnement repose sur la transformation de l'énergie mécanique en électricité. Le rotor peut être mis en rotation et de l'électricité peut être générée au moyen d'un fort couple. V option idéale- ralenti constant, qui est capable de maintenir la même vitesse de déplacement.

Tous les types de moteurs alimentés en courant non constant sont dits asynchrones. Leur champ magnétique du stator tourne plus vite que le champ du rotor, le dirigeant respectivement dans la direction de son mouvement. Pour changer le moteur électrique en générateur fonctionnel, il faudra augmenter la vitesse de déplacement du rotor afin qu'il ne suive pas le champ magnétique du stator, mais commence à se déplacer dans l'autre sens.

Vous pouvez obtenir un résultat similaire en connectant l'appareil au secteur, avec une grande capacité, ou tout un groupe de condensateurs. Ils chargent et stockent l'énergie des champs magnétiques. La phase du condensateur a une charge opposée à la source de courant du moteur, à cause de laquelle le rotor décélère et l'enroulement du stator commence à générer du courant.

Circuit générateur

Le schéma est très simple et ne nécessite aucune connaissance ni compétence particulière. Si vous démarrez le développement sans le connecter au réseau, la rotation commencera et, après avoir atteint la fréquence synchrone, l'enroulement du stator commencera à générer de l'énergie électrique.

En attachant une batterie spéciale de plusieurs condensateurs (C) à ses pinces, vous pouvez obtenir un courant capacitif de pointe, ce qui créera une magnétisation. La capacité des condensateurs doit être supérieure à la désignation critique C 0, qui dépend des dimensions et des caractéristiques du générateur.

Dans cette situation, le processus d'auto-démarrage se produit et un système avec une tension triphasée symétrique est monté sur l'enroulement du stator. Le taux du courant généré dépend directement de la capacité des condensateurs, ainsi que des caractéristiques de la machine.

Fais le toi-même

Pour convertir un moteur électrique en générateur fonctionnel, il est nécessaire d'utiliser des batteries de condensateurs non polaires, il est donc préférable de ne pas utiliser de condensateurs électrolytiques.

Dans un moteur triphasé, un condensateur peut être connecté selon les schémas suivants:

• "Star"- permet d'effectuer la génération à un nombre de tours inférieur, mais avec une tension de sortie inférieure ;
• "Triangle"- entre en service lorsque un grand nombre tours, respectivement, génère plus de tension.

Vous pouvez créer votre propre appareil à partir d'un moteur monophasé, mais à condition qu'il soit équipé d'un rotor en court-circuit. Pour commencer le développement, vous devez utiliser un condensateur de déphasage. Un moteur monophasé de type collecteur n'est pas adapté à la modification.

Outils requis

Il n'est pas difficile de créer son propre générateur, l'essentiel est d'avoir tous les éléments nécessaires :

1. Moteur asynchrone.
2. Tachygénérateur (appareil de mesure de courant) ou tachymètre.
3. Capacité pour les condensateurs.
4. Condensateur.
5. Outils.

Guide étape par étape

1. Puisqu'il sera nécessaire de reconfigurer le générateur de telle manière que la vitesse de rotation dépasse la vitesse du moteur, il faut d'abord connecter le moteur au secteur et démarrer. Ensuite, à l'aide d'un tachymètre, déterminez la vitesse de sa rotation.
2. Après avoir appris la vitesse, ajoutez 10 % supplémentaires à la désignation résultante. Par exemple, l'indicateur technique du moteur est de 1000 rpm, alors le générateur devrait avoir environ 1100 rpm (1000 * 0,1% = 100, 1000 + 100 = 1100 rpm).
3. Vous devez choisir une capacité pour les condensateurs. Pour déterminer la taille, utilisez les données du tableau.

Tableau des condensateurs

Important! Si la capacité est importante, le générateur commencera à chauffer.

Sélectionnez les condensateurs appropriés qui peuvent gérer la vitesse de rotation requise. Soyez prudent lors de l'installation.

Important! Tous les condensateurs doivent être isolés avec un revêtement spécial.

L'appareil est prêt et peut être utilisé comme source d'alimentation.

Important! Un appareil avec un rotor à cage d'écureuil crée une haute tension. Par conséquent, si un indicateur de 220 V est requis, un transformateur abaisseur supplémentaire doit être installé.

Générateur magnétique

Le générateur magnétique présente plusieurs différences. Par exemple, il n'est pas nécessaire d'installer des batteries de condensateurs. Le champ magnétique, qui créera de l'électricité dans l'enroulement du stator, est créé par des aimants au niodium.

Caractéristiques de la création d'un générateur :

1. Dévisser les deux capots moteur.
2. Le rotor devra être retiré.
3. Le rotor doit être percé en enlevant la couche supérieure épaisseur requise (épaisseur de l'aimant + 2mm). Effectuez cette procédure vous-même sans équipement de tournage extrêmement difficile, vous devez donc contacter un service de tournage.
4. Faire un modèle pour les aimants ronds sur un morceau de papier, sur la base des paramètres, le diamètre est de 10-20 mm, l'épaisseur est d'environ 10 mm et la force assermentée est d'environ 5-9 kg par cm 2. La taille doit être choisie en fonction des dimensions du rotor. Fixez ensuite le gabarit créé au rotor et placez les aimants avec des pôles et à un angle de 15-20 0 par rapport à l'axe du rotor. Le nombre approximatif d'aimants dans une bande est d'environ 8 pièces.
5. Vous devriez avoir 4 groupes de rayures, chacun avec 5 rayures. Une distance de 2 diamètres de l'aimant doit être maintenue entre les groupes et entre les bandes du groupe - 0,5-1 le diamètre de l'aimant. Cette disposition empêche le rotor de coller au stator.
6. Après avoir installé tous les aimants, remplissez le rotor avec un une résine époxy. Une fois sec, recouvrez l'élément cylindrique de fibre de verre et imbibez à nouveau de résine. Une telle fixation empêchera les aimants de s'envoler au moment du mouvement. Assurez-vous que le diamètre du rotor est le même qu'avant la rainure, afin que lors de l'installation, il ne frotte pas contre l'enroulement du stator.
7. Après séchage du rotor, il peut être installé en place et vissez les deux capots du moteur.
8. Faire des tests. Pour démarrer le générateur, vous devrez faire tourner le rotor avec une perceuse électrique et mesurer le courant résultant avec un tachymètre à la sortie.

A refaire ou pas

Pour déterminer si un générateur fabriqué par vous-même est efficace, il convient de calculer dans quelle mesure les efforts de conversion de l'appareil sont justifiés.

Cela ne veut pas dire que l'appareil est très simple. Moteur moteur asynchrone pas inférieur en complexité à un générateur synchrone. La seule différence est l'absence de circuit électrique pour démarrer le travail, mais il est remplacé par une batterie de condensateurs, ce qui ne simplifie en rien l'appareil.

L'avantage des condensateurs est qu'ils ne nécessitent pas d'entretien supplémentaire, et l'énergie est obtenue à partir du champ magnétique du rotor ou produite courant électrique... De cela, nous pouvons dire que le seul avantage de ce développement est l'absence de besoin d'entretien.

Un de plus qualité positive- l'effet facteur clair. Il consiste en l'absence d'harmoniques plus élevées dans le courant généré, c'est-à-dire que plus son indicateur est bas, moins d'énergie est consommée pour le chauffage, le champ magnétique et d'autres moments. Pour un moteur électrique triphasé, ce chiffre est d'environ 2 %, alors que pour les machines synchrones il est d'au moins 15 %. Malheureusement, la prise en compte de l'indicateur dans la vie quotidienne, lorsque divers types d'appareils électriques sont inclus dans le réseau, est irréaliste.

D'autres indicateurs et propriétés du développement sont négatifs. Il n'est pas capable de fournir la fréquence d'alimentation nominale de la tension fournie. Par conséquent, les appareils sont utilisés en conjonction avec des machines de redressement, ainsi que pour le chargement de batteries.

Le générateur est sensible aux moindres surtensions. Dans le développement industriel, une batterie est utilisée pour l'excitation, et dans version maison une partie de l'énergie va à la batterie de condensateurs. Dans le cas où la charge sur le générateur est supérieure à la nominale, il n'a pas assez d'électricité pour se recharger, et il s'arrête. Dans certains cas, des batteries capacitives sont utilisées, qui changent leur volume dynamique en fonction de la charge.

1. L'appareil est très dangereux, il n'est donc pas recommandé d'utiliser du 380 V, sauf en cas d'absolue nécessité.
2. Selon les précautions et les consignes de sécurité il est nécessaire d'installer en plus une mise à la terre.
3. Regardez le régime thermique de développement. Il n'est pas inhérent à cela de travailler au ralenti. Pour réduire l'effet thermique, vous devez bien sélectionner le condensateur.
4. Calculer correctement la puissance de la tension électrique produite. Par exemple, lorsqu'une seule phase fonctionne dans un générateur triphasé, cela signifie que la puissance est 1/3 du total, et si deux phases fonctionnent, respectivement 2/3.
5. Il est possible de contrôler indirectement la fréquence du courant variable. Lorsque l'appareil est au ralenti, la tension de sortie commence à augmenter et dépasse les indicateurs industriels (220 / 380V) de 4-6%.
6. Il est préférable d'isoler le développement.
7. Équiper une invention maison d'un tachymètre et d'un voltmètre pour enregistrer son travail.
8. Il est conseillé de prévoir des boutons spéciaux pour activer et désactiver le mécanisme.
9. Le niveau d'efficacité diminuera de 30 à 50 %, ce phénomène est inévitable.

Dans un effort pour obtenir des sources d'électricité autonomes, les experts ont trouvé un moyen de transformer un moteur à courant alternatif asynchrone triphasé en générateur de leurs propres mains. Cette méthode présente un certain nombre d'avantages et quelques inconvénients.

Apparence moteur asynchrone

La section présente les principaux éléments :

1. carter en fonte avec ailettes de radiateur pour un refroidissement efficace ;
2. corps de rotor à cage d'écureuil avec lignes de cisaillement de champ magnétique par rapport à son axe ;
3. groupe de contacts de commutation dans le boîtier (borno), pour commuter les enroulements du stator en circuits étoile ou triangle et connecter les fils d'alimentation;
4. paquets serrés fils de cuivre enroulements de stator;
5. arbre de rotor en acier avec une rainure pour la fixation de la poulie avec une clé conique.

Un démontage détaillé du moteur électrique asynchrone avec tous les détails est illustré dans la figure ci-dessous.

Démontage détaillé du moteur à induction

Avantages des générateurs convertis à partir de moteurs asynchrones :

1. facilité de montage du circuit, possibilité de ne pas démonter le moteur électrique, de ne pas rembobiner les enroulements;
2. la possibilité de faire tourner le générateur de courant électrique avec une éolienne ou une turbine hydraulique ;
3. Le générateur de moteur asynchrone est largement utilisé dans les systèmes de générateur de moteur pour la conversion réseau monophasé Courant alternatif 220V dans un réseau triphasé avec une tension de 380V.
4. la possibilité d'utiliser un générateur, en conditions de terrain le faire tourner à partir de moteurs à combustion interne.

Comme inconvénient, on peut noter la complexité du calcul de la capacité des condensateurs connectés aux enroulements ; en fait, cela se fait expérimentalement.

Par conséquent, il est difficile d'atteindre Puissance maximum un tel générateur, il existe des difficultés d'alimentation électrique des installations électriques qui ont grande importance courant de démarrage, sur les scies électriques circulaires avec moteurs triphasés à courant alternatif, les bétonnières et autres installations électriques.

Le principe de fonctionnement du générateur

Le fonctionnement d'un tel générateur repose sur le principe de réversibilité : « toute installation électrique qui convertit l'énergie électrique en énergie mécanique peut inverser le processus. Le principe de fonctionnement des générateurs est utilisé, la rotation du rotor provoque une CEM et l'apparition d'un courant électrique dans les enroulements du stator.

Sur la base de cette théorie, il est évident qu'un moteur à induction peut être converti en générateur électrique. Pour effectuer consciemment la reconstruction, il est nécessaire de comprendre comment se déroule le processus de génération et ce qui est requis pour cela. Tous les moteurs alimentés en courant alternatif sont considérés comme asynchrones. Le champ du stator se déplace légèrement en avant du champ magnétique du rotor, le tirant dans le sens de rotation.

Pour obtenir le processus inverse, la génération, le champ rotorique doit dépasser le mouvement du champ magnétique statorique, dans le cas idéal, tourner dans le sens inverse. Ceci est réalisé en connectant un condensateur de grande capacité au réseau d'alimentation ; des groupes de condensateurs sont utilisés pour augmenter la capacité. La batterie de condensateurs est chargée en stockant de l'énergie magnétique (composant réactif AC). La charge du condensateur en phase est opposée à la source de courant du moteur électrique, par conséquent, la rotation du rotor commence à ralentir, l'enroulement du stator génère du courant.

Transformation

Comment convertir pratiquement un moteur électrique asynchrone en générateur de vos propres mains?

Pour connecter les condensateurs, il est nécessaire de dévisser le couvercle supérieur du bore (boîte), où se trouve le groupe de contacts, qui commute les contacts des enroulements du stator et les fils d'alimentation du moteur asynchrone sont connectés.

Boro ouvert avec groupe de contact

Les enroulements du stator peuvent être connectés en étoile ou en triangle.

Schémas d'inclusion "Étoile" et "Triangle"

Affiché sur la plaque signalétique ou dans le passeport du produit schémas possibles connexions et paramètres du moteur pour les différentes connexions. Indiqué:

• courants maximaux;
• tension d'alimentation;
• consommation d'énergie;
• nombre de tours par minute;
• Efficacité et autres paramètres.

Paramètres moteur indiqués sur la plaque signalétique

Dans un générateur triphasé à partir d'un moteur électrique asynchrone, fabriqué à la main, les condensateurs sont connectés selon un schéma similaire "Triangle" ou "Étoile".

L'option d'allumage avec le « Star » permet de démarrer un processus de génération de courant à une vitesse inférieure à celle lorsque le circuit est connecté au « Triangle ». Dans ce cas, la tension à la sortie du générateur sera légèrement inférieure. La connexion delta fournit une légère augmentation de la tension de sortie, mais nécessite un régime plus élevé lors du démarrage du générateur. Dans un moteur électrique asynchrone monophasé, un condensateur de déphasage est connecté.

Schéma de câblage des condensateurs sur le générateur dans le "Triangle"

Des condensateurs du modèle KBG-MN sont utilisés, ou d'autres marques d'au moins 400 V, des modèles électrolytiques bipolaires non polaires ne conviennent pas dans ce cas.

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A quoi ressemble un condensateur sans pôle KBG-MN ?

Calcul de la capacité des condensateurs du moteur utilisé

Dans les générateurs synchrones, l'excitation du processus de génération se produit sur les enroulements d'induit à partir de la source de courant. 90% des moteurs asynchrones ont des rotors à cage d'écureuil, pas de bobinage, l'excitation est créée par une charge statique résiduelle dans le rotor. Il suffit de créer une CEM au stade initial de la rotation, qui induit un courant et recharge les condensateurs à travers les enroulements du stator. Une recharge supplémentaire provient déjà du courant généré, le processus de génération sera continu pendant que le rotor tourne.

Il est recommandé d'installer la connexion de charge automatique au générateur, aux prises et aux condensateurs dans un panneau fermé séparé. Poser les fils de connexion du générateur au tableau de distribution dans un câble isolé séparé.

Même lorsque le générateur ne fonctionne pas, il est nécessaire d'éviter de toucher les bornes du condensateur des contacts de la prise. La charge accumulée par le condensateur reste longue durée et peut être électrocuté. Mettez à la terre les boîtiers de toutes les unités, moteur, générateur, panneau de commande.

Installation du système moteur-générateur

Lors de l'installation d'un générateur avec un moteur de vos propres mains, il faut garder à l'esprit que le nombre de tours nominal spécifié du moteur électrique asynchrone utilisé au ralenti est supérieur.

Circuit de générateur de moteur d'entraînement par courroie

Sur un moteur de 900 tr/min au ralenti, il sera de 1230 tr/min, afin d'obtenir une puissance suffisante en sortie d'un générateur converti à partir de ce moteur, il est nécessaire d'avoir un nombre de tours 10% de plus qu'au ralenti :

1230 + 10 % = 1353 tr/min.

La transmission par courroie est calculée par la formule :

Vg = Vm x Dm \ Dg

Vg - la vitesse de rotation requise du générateur 1353 tr/min;

Vm - vitesse de rotation du moteur 1200 tr/min;

Dm - le diamètre de la poulie sur le moteur 15 cm;

Dg - le diamètre de la poulie sur le générateur.

Ayant un moteur de 1200 tr/min où la poulie est de Ø 15 cm, il ne reste plus qu'à calculer Dg - le diamètre de la poulie sur le générateur.

Dg = Vm x Dm / Vg = 1200 tr/min x 15 cm / 1353 tr/min = 13,3 cm.

Générateur d'aimant au néodyme

Comment faire un générateur à partir d'un moteur à induction ?

Cette générateur maison exclut l'utilisation d'unités de condensation. La source du champ magnétique, qui induit une CEM et crée un courant dans l'enroulement du stator, est construite sur des aimants permanents en néodyme. Pour ce faire de vos propres mains, vous devez suivre successivement les étapes suivantes :

• Retirez les couvercles avant et arrière du moteur à induction.
• Retirez le rotor du stator.

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A quoi ressemble le rotor d'un moteur à induction

• Le rotor est usiné, la couche supérieure est enlevée 2 mm de plus que l'épaisseur des aimants. V conditions de vie il n'est pas toujours possible de percer le rotor de ses propres mains, en l'absence d'équipement et de compétences de tournage. Vous devez contacter des spécialistes des ateliers de tournage.
• Sur une feuille de papier ordinaire, un gabarit est préparé pour placer des aimants ronds, Ø 10-20 mm, jusqu'à 10 mm d'épaisseur, avec une force d'attraction de 5-9 kg, par m² / cm, la taille dépend de la taille du rotor. Le gabarit est collé à la surface du rotor, les aimants sont placés en bandes à un angle de 15 à 20 degrés par rapport à l'axe du rotor, 8 pièces par bande. La figure ci-dessous montre que sur certains rotors, des bandes de déplacement des lignes de champ magnétique par rapport à son axe sont marquées.

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Installation des aimants sur le rotor

• Le rotor sur aimants est calculé pour que quatre groupes de lames soient obtenus, dans un groupe de 5 lames, la distance entre les groupes est de 2Ø aimant. Interstices dans le groupe 0,5-1Ø de l'aimant, cette disposition réduit la force de collage du rotor au stator, il doit tourner avec les efforts de deux doigts ;
• Le rotor avec aimants, réalisé selon le gabarit calculé, est rempli de résine époxy. Après avoir séché un peu, la partie cylindrique du rotor est recouverte d'une couche de fibre de verre et à nouveau imprégnée d'époxy. Cela empêchera les aimants de voler lorsque le rotor tourne. Couche supérieure sur les aimants ne doit pas dépasser le diamètre d'origine du rotor, qui était avant la rainure. Sinon, le rotor ne s'enclenchera pas ou il frottera contre l'enroulement du stator pendant la rotation.
• Après séchage, le rotor peut être remis en place et les couvercles peuvent être fermés ;
• Il est nécessaire de tester un générateur électrique - faites tourner le rotor avec une perceuse électrique, en mesurant la tension de sortie. Nombre de tours en atteignant tension requise mesuré par un tachymètre.
• Connaissance quantité requise tours du générateur, l'entraînement par courroie est calculé selon la méthode décrite ci-dessus.

Une application intéressante est lorsqu'un générateur électrique basé sur un moteur électrique asynchrone est utilisé dans un circuit moteur-générateur électrique auto-alimenté. Lorsqu'une partie de la puissance générée par le générateur va au moteur électrique, qui la fait tourner. Le reste de l'énergie est utilisé pour la charge utile. Après avoir mis en œuvre le principe d'auto-réapprovisionnement, il est pratiquement possible de pendant longtemps fournir à la maison une alimentation électrique autonome.

Vidéo. g Générateur d'un moteur asynchrone.

Pour qu'un large éventail de consommateurs d'électricité achète de puissants centrales diesel comme TEKSAN TJ 303 DW5C avec une puissance de 303 kVA ou 242 kW n'a pas de sens. Batterie faible générateurs à essence coûteux, la meilleure option faites-le vous-même des éoliennes ou un dispositif de moteur-générateur auto-alimenté.

À l'aide de ces informations, vous pouvez assembler le générateur vous-même, sur aimants permanents ou des condensateurs. Un tel équipement est très utile pour maisons de campagne, sur le terrain, comme alimentation de secours en cas d'absence de tension dans les réseaux industriels. Une maison complète avec climatisation, cuisinières électriques et chaudières de chauffage, moteur puissant scie circulaire ils ne tireront pas. Fournir temporairement de l'électricité appareils électroménagers l'essentiel peut, éclairage, réfrigérateur, TV et autres qui ne nécessitent pas une puissance élevée.

En tant que générateur pour l'éolienne, il a été décidé de refaire le moteur à induction. Cette modification est très simple et abordable, donc, en constructions maison les éoliennes sont souvent des générateurs fabriqués à partir de moteurs à induction.

L'altération consiste dans la rainure du rotor sous les aimants, puis les aimants sont généralement collés au rotor selon un motif et remplis d'époxy afin qu'ils ne s'envolent pas. Il est également courant de rembobiner le stator avec un fil plus épais pour réduire trop de tension et augmenter l'ampérage. Mais ce moteur ne voulait pas se rembobiner et il fut décidé de tout laisser tel quel, seulement pour refaire le rotor pour les aimants. Un moteur asynchrone triphasé d'une puissance de 1,32 kW a été trouvé comme donneur. Ci-dessous, une photo de ce moteur électrique.

conversion du moteur asynchrone en générateur Le rotor du moteur électrique était tourné sur un tour à l'épaisseur d'aimants. Ce rotor n'utilise pas de manchon métallique, qui est généralement rectifié et placé sur le rotor sous les aimants. Le manchon est nécessaire pour améliorer l'induction magnétique, à travers lui les aimants ferment leurs champs en s'alimentant par le dessous et le champ magnétique ne se dissipe pas, mais tout va au stator. Cette conception utilise des aimants assez puissants mesurant 7,6 * 6 mm en 160 pièces, qui fourniront une bonne CEM même sans manchon.

Tout d'abord, avant que les aimants ne soient collés, le rotor a été tracé en quatre pôles et les aimants ont été positionnés avec un biseau. Le moteur était à quatre pôles et comme le stator n'était pas enroulé sur le rotor, il devrait également y avoir quatre pôles magnétiques. Chaque pôle magnétique alterne, un pôle est classiquement "nord", le deuxième pôle est "sud". Les pôles magnétiques sont espacés de sorte que les aimants sont regroupés plus étroitement aux pôles. Après avoir été placés sur le rotor, les aimants ont été enveloppés de ruban adhésif pour la fixation et recouverts d'époxy.

Après assemblage, le rotor collait, lorsque l'arbre tournait, un collage se faisait sentir. Il a été décidé de refaire le rotor. Les aimants ont été renversés avec l'époxyde et repositionnés, mais ils sont maintenant installés plus ou moins uniformément dans tout le rotor, sous la photo du rotor avec des aimants avant la coulée de l'époxy. Après la coulée, le collage a légèrement diminué et il a été remarqué que la tension a légèrement baissé lorsque le générateur tournait à la même vitesse et que le courant a légèrement augmenté.

Après l'assemblage, il a été décidé de tordre le générateur fini avec une perceuse et d'y connecter quelque chose en tant que charge. Une ampoule de 220 volts et 60 watts était connectée, à 800-1000 tr/min, elle brûlait à pleine chaleur. De plus, pour vérifier de quoi le générateur était capable, une lampe de 1 Kw était connectée, elle brûlait à pleine chaleur et la perceuse ne pouvait pas faire tourner le générateur plus fort.

Au ralenti, à une vitesse de forage maximale de 2 800 tr/min, la tension du générateur était supérieure à 400 volts. À environ 800 tr/min, la tension est de 160 volts. Nous avons également essayé de brancher une chaudière de 500 watts, après une minute de torsion, l'eau dans le verre est devenue chaude. Ce sont les tests que le générateur a réussi, qui a été fabriqué à partir d'un moteur à induction.

Après cela, un support avec un axe de pivot a été soudé pour que le générateur puisse monter le générateur et la queue. La conception est faite selon le schéma avec la tête du vent s'éloignant du vent en pliant la queue, donc le générateur est décalé par rapport au centre de l'axe, et la goupille derrière est le pivot sur lequel la queue est portée.

Voici une photo de l'éolienne terminée. L'éolienne a été installée sur un mât de neuf mètres. Le générateur, avec la force du vent, a produit une tension en circuit ouvert allant jusqu'à 80 volts. Ils ont essayé d'y connecter un tenn de deux kilowatts, au bout d'un moment le tenn est devenu chaud, ce qui signifie que l'éolienne a encore un peu de puissance.

Ensuite, le contrôleur de l'éolienne a été assemblé et la batterie y a été connectée pour la charge. La charge était assez bonne, la batterie a rapidement fait du bruit comme si elle était chargée à partir d'un chargeur.

Les données sur le shindik du moteur électrique indiquent que 220/380 volts 6,2 / 3,6 A. signifient que la résistance du générateur est de 35,4 Ohm delta / 105,5 Ohm en étoile. S'il chargeait une batterie de 12 volts selon le circuit de commutation des phases du générateur en triangle, ce qui est le plus probable, alors 80-12 / 35,4 = 1,9A. Il s'avère qu'avec un vent de 8-9 m/s, le courant de charge était d'environ 1,9 A, soit seulement 23 watts/h, mais pas beaucoup, mais peut-être que je me suis trompé quelque part.

Ces pertes importantes sont dues à la résistance élevée du générateur, de sorte que le stator est généralement enroulé avec un fil plus épais pour réduire la résistance du générateur, ce qui affecte le courant, et plus la résistance de l'enroulement du générateur est élevée, plus le courant est faible. et plus la tension est élevée.

L'article décrit comment construire un générateur triphasé (monophasé) 220/380 V basé sur un moteur asynchrone à courant alternatif.

Un moteur électrique asynchrone triphasé inventé à la fin du XIXe siècle par l'ingénieur électricien russe M.O. Dolivo-Dobrovolsky, est maintenant principalement répandu à la fois dans l'industrie et dans agriculture, ainsi que dans la vie de tous les jours. Les moteurs électriques asynchrones sont les plus simples et les plus fiables en fonctionnement. Par conséquent, dans tous les cas où cela est autorisé selon les conditions de l'entraînement électrique et où il n'y a pas besoin de compensation de puissance réactive, des moteurs à courant alternatif asynchrones doivent être utilisés.

Il existe deux principaux types de moteurs asynchrones : à rotor à cage d'écureuil et à rotor bobiné. Un moteur asynchrone à cage d'écureuil se compose d'une partie fixe - un stator et une partie mobile - un rotor tournant dans des paliers montés dans deux boucliers de moteur. Les noyaux du stator et du rotor sont constitués de tôles d'acier électrique séparées isolées les unes des autres. Un enroulement en fil isolé est posé dans les rainures du noyau du stator. Un enroulement de tige est placé dans les rainures du noyau du rotor ou de l'aluminium en fusion est coulé. Les anneaux de cavalier court-circuitent l'enroulement du rotor aux extrémités (d'où le nom de cage d'écureuil). Contrairement à un rotor à cage d'écureuil, un enroulement réalisé comme un enroulement de stator est placé dans les fentes du rotor de phase. Les extrémités du bobinage sont amenées aux bagues collectrices fixées sur l'arbre. Les brosses glissent le long des bagues, reliant le bobinage à un rhéostat de démarrage ou de réglage. Les moteurs électriques asynchrones à rotor de phase sont des appareils plus coûteux, nécessitent une maintenance qualifiée, sont moins fiables et ne sont donc utilisés que dans les industries où ils ne peuvent être supprimés. Pour cette raison, ils ne sont pas largement utilisés et nous ne les examinerons pas plus avant.

Un courant circule dans l'enroulement du stator, inclus dans un circuit triphasé, créant un champ magnétique tournant. Les lignes de force magnétique du champ tournant du stator traversent les tiges d'enroulement du rotor et y induisent une force électromotrice (FEM). Sous l'action de cette CEM, un courant circule dans les tiges du rotor en court-circuit. Des flux magnétiques apparaissent autour des tiges, créant un champ magnétique commun du rotor, qui, interagissant avec le champ magnétique tournant du stator, crée une force qui fait tourner le rotor dans le sens de rotation du champ magnétique du stator. La vitesse du rotor est légèrement inférieure à la vitesse du champ magnétique généré par l'enroulement du stator. Cet indicateur est caractérisé par un glissement S et pour la plupart des moteurs est compris entre 2 et 10 %.

V installations industrielles les moteurs électriques asynchrones triphasés les plus couramment utilisés, qui sont produits sous forme de série unifiée. Ceux-ci comprennent une seule série 4A avec une plage de puissance nominale de 0,06 à 400 kW, dont les machines se distinguent par une fiabilité élevée, de bonnes performances et répondent au niveau des normes mondiales.

Les générateurs asynchrones autonomes sont des machines triphasées qui convertissent l'énergie mécanique du moteur d'entraînement en énergie électrique à courant alternatif. Leur avantage incontestable par rapport aux autres types de générateurs est l'absence de mécanisme collecteur-balais et, par conséquent, une grande durabilité et fiabilité. Si un moteur asynchrone déconnecté du réseau est mis en rotation depuis n'importe quel moteur d'entraînement, alors selon le principe de réversibilité voiture électrique lorsque la vitesse synchrone est atteinte, une certaine FEM se forme aux bornes de l'enroulement du stator sous l'influence du champ magnétique résiduel. Si maintenant la batterie de condensateurs C est connectée aux bornes de l'enroulement du stator, le courant capacitif principal circulera dans les enroulements du stator, ce qui dans ce cas est magnétisant. La capacité de la batterie C doit dépasser une certaine valeur critique C0, en fonction des paramètres de l'autonomie générateur asynchrone: seulement dans ce cas, l'auto-excitation du générateur se produit et un système de tension symétrique triphasé est installé sur les enroulements du stator. La valeur de la tension dépend finalement des caractéristiques de la machine et de la capacité des condensateurs. Ainsi, un moteur asynchrone à cage d'écureuil peut être converti en générateur asynchrone.

Fig. 1 Schéma standard mise en marche d'un moteur électrique asynchrone en génératrice.

Vous pouvez sélectionner la capacité de sorte que la tension et la puissance nominales du générateur asynchrone soient égales à la tension et à la puissance, respectivement, lorsqu'il fonctionne comme un moteur électrique.

Le tableau 1 montre les capacités des condensateurs pour exciter les générateurs asynchrones (U = 380 V, 750 ... 1500 tr/min). Ici, la puissance réactive Q est déterminée par la formule :

Q = 0,314 · U2 · C · 10 -6,

où C est la capacité des condensateurs, F.

Comme le montrent les données fournies, la charge inductive sur le générateur asynchrone, qui réduit le facteur de puissance, provoque une forte augmentation de la capacité requise.

Pour maintenir la tension constante avec une charge croissante, il est nécessaire d'augmenter la capacité des condensateurs, c'est-à-dire de connecter des condensateurs supplémentaires.

Cette circonstance doit être considérée comme un inconvénient du générateur asynchrone.

La fréquence de rotation du générateur asynchrone en mode normal doit dépasser la fréquence asynchrone de la valeur de glissement S = 2 ... 10 %, et correspondre à la fréquence synchrone.

Ne pas faire de cet état conduira au fait que la fréquence de la tension générée peut différer de la fréquence industrielle de 50 Hz, ce qui conduira à un fonctionnement instable des consommateurs d'électricité dépendant de la fréquence: pompes électriques, machines à laver, appareils avec entrée transformateur.

Une diminution de la fréquence générée est particulièrement dangereuse, car dans ce cas, la résistance inductive des enroulements des moteurs électriques, des transformateurs diminue, ce qui peut entraîner leur échauffement accru et une défaillance prématurée.

En tant que générateur asynchrone, un moteur asynchrone conventionnel à cage d'écureuil de la puissance correspondante peut être utilisé sans aucune modification. La puissance du moteur-générateur électrique est déterminée par la puissance des appareils connectés. Les plus énergivores d'entre eux sont :

· Transformateurs de soudage domestiques;

· Scies électriques, moulins électriques, broyeurs à grains (puissance 0,3 ... 3 kW);

· Fours électriques de type "Rossiyanka" et "Dream" d'une puissance allant jusqu'à 2 kW;

· Fers électriques (puissance 850 ... 1000 W).

Je voudrais surtout m'attarder sur le fonctionnement des transformateurs de soudage domestiques.

Leur raccordement à une source d'électricité autonome est des plus souhaitables, car lorsque vous travaillez de réseau industriel ils créent un certain nombre d'inconvénients pour les autres consommateurs d'électricité. Si le ménage transformateur de soudage conçu pour fonctionner avec des électrodes d'un diamètre de 2 ... 3 mm, puis son pleine puissance est d'environ 4 ... 6 kW, la puissance du générateur asynchrone pour son alimentation électrique doit être comprise entre 5 ... 7 kW.

Si un transformateur de soudage domestique permet de travailler avec des électrodes d'un diamètre de 4 mm, alors dans le mode le plus sévère - "couper" le métal, la puissance totale consommée par celui-ci peut atteindre 10 ... 12 kW, respectivement, la puissance de l'asynchrone générateur doit être dans les 11 ... 13 kW.

En tant que batterie de condensateurs triphasés, il est bon d'utiliser les compensateurs dits de puissance réactive, conçus pour améliorer le cos φ dans les réseaux d'éclairage industriel. Leur désignation de type : KM1-0.22-4.5-3U3 ou KM2-0.22-9-3U3, qui se déchiffre comme suit. KM - condensateurs cosinus imprégnés huile minérale, le premier chiffre est la taille (1 ou 2), puis la tension (0,22 kV), la puissance (4,5 ou 9 kvar), puis le chiffre 3 ou 2 signifie une version triphasée ou monophasée, U3 (climat tempéré de la troisième catégorie).

Lorsque self made batteries, vous devez utiliser des condensateurs tels que MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4, etc. pour une tension de fonctionnement d'au moins 600 V. Les condensateurs électrolytiques ne peuvent pas être utilisés.

L'option ci-dessus pour connecter un moteur électrique triphasé en tant que générateur peut être considérée comme un classique, mais pas la seule. Il existe d'autres méthodes qui ont tout aussi bien fonctionné dans la pratique. Par exemple, lorsqu'une batterie de condensateurs est connectée à un ou deux enroulements d'un générateur de moteur électrique.

Fig. 2 Mode biphasé d'une génératrice asynchrone.

Ce circuit doit être utilisé lorsqu'il n'est pas nécessaire d'obtenir une tension triphasée. Cette option d'allumage réduit la capacité de travail des condensateurs, réduit la charge sur le moteur mécanique primaire en mode ralenti, etc. permet d'économiser du carburant "précieux".

En tant que générateurs de faible puissance produisant des tension monophasée Des moteurs asynchrones monophasés à cage d'écureuil 220 V peuvent être utilisés usage domestique: des machines à laver telles que "Oka", "Volga", pompes d'irrigation "Agidel", "BTsN", etc. Leur batterie de condensateurs doit être connectée en parallèle à l'enroulement de travail. Vous pouvez utiliser un condensateur de déphasage existant en le connectant à l'enroulement de travail. La capacité de ce condensateur devra peut-être être légèrement augmentée. Sa valeur sera déterminée par la nature de la charge connectée au générateur: pour une charge active (fours électriques, ampoules d'éclairage, fers à souder électriques), une petite capacité est requise, inductive (moteurs électriques, téléviseurs, réfrigérateurs) - plus.

Fig. 3 Générateur de faible puissance à partir d'un moteur asynchrone monophasé.

Maintenant, quelques mots sur le moteur mécanique principal qui entraînera le générateur en rotation. Comme vous le savez, toute transformation d'énergie est associée à ses inévitables pertes. Leur valeur est déterminée Efficacité de l'appareil... Par conséquent, la puissance du moteur mécanique doit dépasser la puissance du générateur asynchrone de 50 ... 100 %. Par exemple, lorsque la puissance du générateur asynchrone est de 5 kW, la puissance du moteur mécanique doit être de 7,5 ... 10 kW. A l'aide du mécanisme de transmission, les révolutions du moteur mécanique et du générateur sont coordonnées de sorte que le mode de fonctionnement du générateur soit réglé à vitesse moyenne du moteur mécanique. Si nécessaire, vous pouvez augmenter brièvement la puissance du générateur en augmentant la vitesse du moteur mécanique.

Chaque centrale électrique autonome doit contenir minimum nécessaire accessoires : un voltmètre AC (avec une échelle jusqu'à 500 V), un fréquencemètre (de préférence) et trois interrupteurs. Un interrupteur relie la charge au générateur, les deux autres commutent le circuit d'excitation. La présence d'interrupteurs dans le circuit d'excitation facilite le démarrage du moteur mécanique et permet également de réduire rapidement la température des enroulements du générateur. Après la fin du travail, le rotor du générateur non excité tourne pendant un certain temps à partir de la mécanique moteur. Cette procédure prolonge la durée de vie active des enroulements du générateur.

Si le générateur est censé alimenter des équipements normalement connectés au réseau AC (par exemple, éclairage d'un immeuble résidentiel, appareils électroménagers), il est alors nécessaire de prévoir un interrupteur biphasé, qui s'éteindra pendant le fonctionnement du générateur. opération. cet équipement du réseau industriel. Il faut déconnecter les deux fils : "phase" et "zéro".

En conclusion, quelques conseils généraux.

L'alternateur est un appareil dangereux. N'utilisez 380 V qu'en cas d'absolue nécessité, dans tous les autres cas utilisez 220 V.

Conformément aux exigences de sécurité, le générateur doit être équipé d'une mise à la terre.

Faites attention aux conditions thermiques du générateur. Il "n'aime pas" tourner au ralenti. La charge thermique peut être réduite par une sélection plus minutieuse de la capacité des condensateurs d'excitation.

Ne vous méprenez pas sur la puissance du courant électrique généré par le générateur. Si au travail générateur triphasé une phase est utilisée, alors sa puissance sera 1/3 de la puissance totale du générateur, si deux phases - 2/3 de la puissance totale du générateur.

La fréquence du courant alternatif généré par le générateur peut être contrôlée indirectement par la tension de sortie, qui en mode "inactif" devrait être 4 ... 6% supérieure à la valeur industrielle de 220 V / 380 V.

Littérature:

L.G. Prishchep Un manuel d'un électricien rural. M. : Agropromizdat, 1986.
AA Manuel d'ingénierie électrique Ivanov. - K .: lycée, 1984.
cm001.narod.ru

"Faites-le vous-même" 2005, n° 3, p.78 - 82

Les réseaux électriques locaux ne sont pas toujours en mesure de fournir entièrement l'électricité à la maison, en particulier lorsqu'il s'agit de chalets et manoirs. Les interruptions de l'alimentation électrique constante, ou son absence totale, font chercher à se procurer de l'électricité. L'un d'eux est l'utilisation - un appareil capable de convertir et de stocker l'électricité, en utilisant pour cela les ressources les plus insolites (énergie, flux et reflux). Son principe de fonctionnement est assez simple, ce qui permet de fabriquer un générateur électrique de ses propres mains. Peut-être qu'un modèle fait maison ne pourra pas rivaliser avec un analogue assemblé en usine, mais c'est un excellent moyen d'économiser plus de 10 000 roubles. Considérant générateur électrique fait maison comme source alternative temporaire d'alimentation électrique, il est tout à fait possible de le faire avec des produits faits maison.