Генератор из асинхронного двигателя: принцип работы, особенности конструкции, список материалов и инструментов для переделки

Такая процедура требует определенных знаний об асинхронных двигателях и генераторах.

Прежде чем начать переделывать асинхронный двигатель в генератор такого же типа необходимо подробнее изучить устройство асинхронных генераторов и двигателей, их виды и принцип работы.

Что такое асинхронный двигатель

Асинхронный двигатель (АД) – это электрическая машина, используемая для превращения электрической энергии в механическую. Свое название такой двигатель получил за счет то, что частоты вращения подвижной части двигателя и магнитного поля (МП) не совпадают.

• Основа АД, это статор и ротор. Статор представляет собой цилиндр из листов электротехнической стали.
• В его сердечнике уложены специальные обмотки, которые должны быть сдвинуты на 120 градусов друг от друга.
• Ротор – это вращающаяся часть электрической машины, приводящаяся в движение ведущим или приводным валом.

Выполняется ротор из листов стали. Он может быть двух видов, фазный или короткозамкнутый, а выполнен в виде барабана, диска или колеса

Принцип действия АД заключается в том, что при подаче напряжения от внешнего источника на неподвижные обмотки статора, во вращающейся части двигателя наводится ЭДС взаимоиндукции и индуцирует вихревые токи. Из-за вихревых токов генерируется собственная ЭДС, формирующая МП ротора.

Фото Obzorinstrumentov.ru.

Виды асинхронных двигателей

Асинхронные двигатели могут различаться по количеству используемых фаз.

Различают однофазные, двухфазные и трехфазные электродвигатели.

1. Электродвигатели, использующие одну фазу, имеют одну рабочую обмотку, используют однофазный ток. Такой двигатель может работать от стандартной сети и является самым распространенным в своей категории. Недостатком однофазного двигателя является потребность в дополнительной обмотке, которая обеспечивает дополнительное вращение для начала движения ротора.
2. Двухфазный асинхронный двигатель устроен немного сложнее чем однофазный, он имеет фазосдвигающий конденсатор и две обмотки, которые находятся друг напротив друга. Двухфазные аппараты работают на переменном токе.
3. Трехфазный АД имеет три рабочие обмотки сдвинутые относительно друг друга на 120 градусов. Стабильная работа в таком двигателе осуществляется за счет сдвинутого в пространстве МП. Главным плюсом такого двигателя является устойчивость к перегрузкам, но у трехфазных АД сложная система регулировки скорости вращения вала.

Так же асинхронные моторы могут отличаться типом установленного в них ротора. Более распространенными в промышленности являются АД с короткозамкнутым ротором (АД с КЗР), среди преимуществ такого двигателя можно выделить:

• Дешевизна;
• Прочность;
• Высокая производительность;
• Неприхотливость в обслуживании.

Асинхронные двигатели с ротором фазного типа отличаются меньшей популярностью, обусловлено это рядом недостатков:

• Потребность в регулярном обслуживании;
• Большой расход меди;
• Сложность конструкции.

Что такое асинхронный генератор

Асинхронный генератор (АГ) – это работающая в генераторном режиме асинхронная машина.

Конструкция асинхронного генератора очень схожа с асинхронным двигателем, но преобразование энергии происходит в обратном направлении. АГ преобразует механическую энергию (это может быть ветровая, гидравлическая или др.) в электрическую.

Принцип работы асинхронных генераторов заключается в том, что образованные в результате вращения ротора магнитные силовые линии пересекают обмотки статора. При присоединении нагрузки, образованная в катушках ЭДС приводит к появлению тока в цепи. Ниже представлены фото асинхронных генераторов:

Генератор асинхронного типа наиболее часто используется как источник энергии в бытовых и промышленных приборах. Плавный пуск электродвигателя дает возможность снизить ощутимые недостатки электромашин. Как обеспечить плавный пуск для электроинструмента своими руками в домашних условиях мы рассказываем в дополнительном материале.

Преимущества и недостатки асинхронных генераторов

Среди всех преимуществ асинхронного генератора стоит выделить:

• Простоту обслуживания;
• Низкую стоимость;
• Малую чувствительность к КЗ (короткому замыканию);

Несмотря на это асинхронные генераторы не пользуются большой популярностью, причиной этому являются ряд недостатков:

• Ненадежность работы при высокой нагрузке;
• Зависимость от параметров электрической сети;
• Зависимость от активно-индуктивного характера нагрузки.

Асинхронный генератор из асинхронного двигателя

При необходимости абсолютно любой АД можно своими руками переделать в АГ. Для того, чтобы собрать такой генератор, понадобится любой АД, который можно снять со старой стиральной машины или другой техники, неодимовые магниты и эпоксидная смола.

Инструкция как сделать асинхронный генератор:

1. Для начала необходимо сделать небольшие отверстия в структуре сердечника и снять тонкий слой в 2 миллиметра. Глубина отверстий 5 миллиметров.
2. Замерить ротор, и изготовить полосы из металла в соответствии с габаритами устройства.
3. Приобрести и установить неодимовые магниты. Для каждого полюса понадобится 8 магнитов.
4. Зафиксировать магниты. Стоит учесть, что когда вы поднесете магниты к ротору они начнут смещаться, поэтому их следует хорошо удерживать пока они окончательно не зафиксируются.
5. Взять бумагу или скотч и обернуть ротор.
6. Торцевую часть ротора требуется залепить пластилином или другим похожим материалом для герметизации устройства.
7. Заполнить свободное пространство между магнитами. Сделать это нужно с помощью эпоксидной смолы.
8. Когда смола полностью застынет снять ранее используемую бумагу или скотч.
9. Отшлифовать поверхность ротора.
10. Определить состояние устройства, при необходимости заменить подшипники.
11. Для генератора требуется собрать выпрямитель, и приобрести контроллер для зарядки.

Если вы выполнили все вышеперечисленные действия, то работу можно считать завершенной. Таким образом потратив немного времени и денег, вы получаете рабочий генератор.

Где применяются асинхронные генераторы

Разные виды асинхронных генераторов возможно применять в бытовых условиях при необходимости получения небольшого количества электрической энергии из механической.

Помимо этого, АГ находят применение в качестве основных элементов электроэнергетических установок.

Например, они могут использоваться для:

1. Питания АД, бытовых приборов, для освещения, и т. п. в районах, удаленных от линий электропередач.
2. Питания радиостанций низкой мощности.
3. Нагрева и расплавления материалов теплом.
4. Электросварки.
5. Получения постоянного напряжения в автономных электрических установках.

Таким образом, выходит, что, выполнив ряд несложных операций с АД, можно получить бюджетное генераторное устройство для автономной выработки электроэнергии.

Фото генератора сделанного из асинхронного двигателя