Асинхронний електродвигун як генератор. Як вибрати генератор електроенергії на дачу Який двигун можна використовувати для вироблення електрики

Самозбудження асинхронного двигунаі перехід його в режим генерації може виникнути через наявність у якорі (роторі) залишкового магнітного поля. Воно дуже мало, але здатне породити ЕРС, що заряджає конденсатор. Після виникнення ефекту самозбудження конденсаторна батарея живиться від виробленого електричного струму і процес генерації стає безперервним.

Секрети виготовлення генератора з асинхронного двигуна

Щоб перетворити електромотор на генератор треба використовувати неполярні конденсаторні батареї. Електролітичні конденсатори для цього годяться. У трифазних двигунах конденсатори включаються "зіркою" дозволяє почати генерацію на менших оборотах ротора, але величина напруги на виході буде дещо нижчою, ніж при з'єднанні "трикутником".

Також можна зробити генератор із однофазного асинхронного двигуна. Але для цього годяться лише ті, які мають короткозамкнений ротор, а для запуску використовують фазозсувний конденсатор. Колекторні однофазні двигуни для переробки не годяться.

Розрахувати в побутових умовах величину потрібної ємності конденсаторної батареї неможливо. Тому домашній майстерповинен виходити з простого міркування: загальна вага конденсаторної батареї повинна дорівнювати або трохи перевищувати вагу самого електродвигуна.
На практиці це призводить до того, що створити досить потужний асинхронний генератор майже неможливо, оскільки менше номінальні обороти двигуна, тим він більше важить.

Оцінюємо рівень ефективності — чи це вигідно?

Як бачите, змусити електродвигун генерувати струм можна не тільки в теоретичних вигадках. Тепер треба розібратися, наскільки виправдані зусилля щодо «зміни підлоги» електричної машини.


У багатьох теоретичних виданнях головною перевагою асинхронних є їх простота. Щиро кажучи, це лукавство. Пристрій двигуна анітрохи не простіше пристроїсинхронний генератор. Звичайно, в асинхронному генераторі немає електричного ланцюгазбудження, але вона замінена на конденсаторну батарею, яка сама по собі є складним технічним пристроєм.

Зате конденсатори не треба обслуговувати, а енергію вони отримують як би задарма - спочатку від залишкового магнітного поля ротора, а потім - від електричного струму, що виробляється. Ось у цьому і є головний, та й практично єдиний плюс асинхронних генераторних машин їх можна не обслуговувати. Такі джерела електричної енергії застосовуються в , що приводяться в дію силою вітру або падаючої води.

Ще однією перевагою таких електричних машин є те, що струм, що генерується ними, майже позбавлений вищих гармонік. Цей ефект називається "клірфактор". Для людей далеких від теорії електротехніки його можна пояснити так: чим нижчий клірфактор, тим менше витрачається електроенергії на марне нагрівання, магнітні поля та інше електротехнічне «неподобство».

У генераторів з трифазного асинхронного двигуна клірфактор зазвичай знаходиться в межах 2%, коли традиційні синхронні машини видають мінімум 15. Однак облік клірфактора в побутових умовах, коли до мережі підключені різні типи електроприладів (пральні машини мають велике індуктивне навантаження) практично неможливий.

Решта всіх властивостей асинхронних генераторів є негативними. До них відноситься, наприклад, практична неможливість забезпечити номінальну промислову частоту струму, що виробляється. Тому їх майже завжди сполучають з випрямляючими пристроями та використовують для заряджання акумуляторних батарей.

Крім того, такі електричні машини дуже чутливі до перепадів навантаження. Якщо в традиційних генераторах для збудження використовується акумулятор, що має великий запас електричної потужності, то конденсаторна батарея сама забирає з струму, що виробляється частина енергії.

Якщо навантаження на саморобний генераторз асинхронного двигуна перевищує номінал, їй не вистачить електрики для підзарядки і генерація припиниться. Іноді використовують ємнісні батареї, обсяг яких динамічно змінюється в залежності від величини навантаження. Однак при цьому повністю втрачається перевага простоти схеми.

Нестабільність частоти струму, зміни якої майже завжди носять випадковий характер, не піддаються науковому поясненню, а тому не можуть бути враховані і компенсовані, зумовило малу поширеність асинхронних генераторів у побуті та народному господарстві.

Функціонування асинхронного двигуна як генератора на відео

Найбільш поширеним варіантом застосування вітряків є вироблення електроенергії. Здається, що може бути простіше, ніж зробити, насадити на нього вісь електрогенератора і готове! Можна скористатися електрикою!

Але не все так просто. Розглянемо чому.

Усі вітряні установки чи вітряки наводяться на дію, тобто. починають обертатися. Від потужності потоку вітру залежить те, скільки енергії ми зможемо отримати від генератора.

Наступною найважливішою характеристикою вітряної установки є КИЕВ – коефіцієнт використання енергії вітру. У кращих зразків вітряків цей показник становить 40-50% (хоча зустрічаються твердження про 60-80% КИЕВ, що є перебільшенням продавців цих моделей). Тому насправді можна розраховувати на те, що вітряк застосовуватиме лише 25-30%, при тому що розрахункову потужність вітряка потрібно ділити на 3-4. Це те, що можна отримати від вітроустановки за умови застосування ідеального електрогенератора.

Про потужність вітряка. Багато хто може не повірити, і це насправді виглядає парадоксально, але потужність вітряка (крім швидкості вітру). Її також називають «площею кидання». Існує багато практичних підтверджень та математичних доказів, але потужність вітряка, що має одну лопату (яка описує коло діаметром D), та вітряної установки з 6 лопатями цього ж діаметра однакова! У це можна вірити чи не вірити, але це так!

Справа в тому, що лопаті для вітру є не окремими дощечками, і він тисне не на кожну по черзі, а як диск, коло. Тому важлива не кількість лопатей, а їхня площа. При розкручуванні лопаті вітряка вітер надає їй швидкість. Поряд з кутовий швидкістюобертання, у лопаті є лінійна швидкість. Отже, оскільки вона крутиться над вакуумі, вона зустрічає опір повітря, яке збільшується пропорційно швидкості у кубі. Тим більше що лопата є не плоскою дощечкою, а свого роду аеродинамічним профілем, який має певну товщину та кут повороту. І при обертанні цей профіль натикається на повітря простору між лопатями.

Виходить, що чим більшу потужність потоку ми бажаємо отримати, збільшуючи кількість лопатей, тим більший повітряний опір їм доводиться зазнавати при обертанні. У результаті - що зазначено вище - потужність вітряної установки залежить не від кількості лопатей, а від площі кидання.

Ми підійшли до наступної важливої ​​характеристики вітряка – швидкохідності – це величина, яка показує, наскільки лінійна швидкість лопаті більша за швидкість вітру.

Наприклад, якщо нам відомо, що швидкохідність вітряка дорівнює 7, то це означає, що на кінчику його лопаті лінійна швидкість у 7 разів вища за швидкість вітру. І якщо швидкість вітру дорівнює 10 м/с, кінчик його лопаті пересувається повітрям зі швидкістю 70 м/с, тобто. 250 км/година! Тому рекомендуємо не намагатися зупинити лопать руками. Їх зріже як бритвою.

Такі вітряки, т.к. постійно нарізують повітря своїми лопатями, створюючи звукові хвилі.

Проблему шуму адресують, т.к. зазвичай швидкохідність вертикальних вітряків нижче за горизонтальні.

Ми ще повернемося до швидкохідності вітряка та її розрахунку, а зараз подивимося, чим вона важлива для вироблення електричної енергії.

Генератор

На Русі здавна повелося видобувати електроенергію за допомогою спеціальних пристроїв - генераторів. Існує багато конструкцій генераторів, але в плані їх використання з вітряками нас цікавлять електрогенератори, які виробляють електроенергію в процесі обертання. Насправді хто добра від добра шукає. Вітряк надає обертання, його потрібно використовувати.

У ході будівництва вітряка майстер обов'язково стикається з тим, що генераторів, призначених для вітряка, взагалі немає. У природі вони, звісно, ​​є, їх навіть випускають серійно. Але придбати їх досить складно і наскільки можна, і за ціною. Це надто специфічна річ, саме тому їх так мало і вони такі дорогі. Тому доводиться чи виготовляти генератор для вітрякасамостійно чи пристосовувати те, що є.

А що ми можемо використати? Вибір не багатий. Це двигуни із постійними магнітами, автомобільні генератори, крокові двигуни, генератори від зношених бензогенераторів, асинхронні двигуни. Іншими словами, майже будь-які електродвигуни. Відповідно до теорії, будь-яка електрична машина оборотна. Тобто. будь-який електричний двигунв певних умовах може працювати як генератор з певною ефективністю, серйозністю та ціною переробки.

Чому не можна застосовувати просто те, що є? Тому що воно все – швидке! Знак оклику не означає нічого хорошого. Окрім хіба що крокових двигунів. Вони тихохідні за визначенням. Всі інші двигуни-генератори працюють на 1000 оборотах за хвилину і більше (15-20 об/секунду).

Щоб отримати зворотний ефект – генерацію електроструму, їм необхідно надати відповідних обертів. Наприклад, найдешевший і доступний варіант, як здається, пристойного генератора в 0,5 кВт - автомобільного, стикається з цифрою в 2-3 тис. об / хв.

Навіть на неодружених оборотах двигун машини тримає обертання на швидкості 800 об/хв. Також додається мультиплікація шківів генератора та мотора як мінімум 1:2. Генератор крутиться спочатку на 1500 об/хв. А якщо піддати газу і "відкрутити" мотор до 3-4 тис. (пересічна ситуація) - то генератор видасть свої півкіловата. На 5-8 тис. про/хв.

Аналогічно і з рештою двигунів. Що не візьми – не знайти нічого менше 1000 об/хв.

Повернемося до швидкохідності вітряка і перерахуємо даний параметр, враховуючи швидкість вітру, розміри вітряної установки, і виявимо, що оберти вітряного валу недостатньо великі. У найбільш швидкохідних вітряків і при оптимальному вітрі – 200-400 об/хв!

Поставимо мультиплікатор, скаже багато хто, і обороти підвищаться в 5-10 разів! (Те, що підвищує обороти – це мультиплікатор, а те, що знижує – це редуктор). Заради справедливості скажемо - так і робиться зазвичай. Але тільки на потужних великих вітряках. На вітряках, потужність яких менше 500 Ватт, мультиплікатори є розкішшю. Якісний і надійний мультиплікатор з невеликими втратами, що не обслуговується, - дороге задоволення. І ціна його переноситься на вартість електрики, що виробляється. Тому використання мультиплікатора в «домашньому» вітряку невиправдано. Якщо, звичайно, він не дістався якимось чином безплатно.

Із низькооборотних генераторів у нашому розпорядженні є лише крокові двигуни. Кроковий двигун – це двигун, який обертає свій вал на певний кут (крок) при подачі імпульсу напруги на його обмотки. У таких моторів зазвичай кілька обмоток, а їх ротор просто напханий магнітами. Цей вигідний факт і дає можливість застосовувати крокові двигуни як генератор вітряка. В результаті надання валу крокового двигуна обертання ззовні він приступає до вироблення електрики, причому досить ефективно.

"Обчислити" кроковий двигун легко. При обертанні валу його обертання не плавні, а ніби поштовхами. Цей ефект має назву «залипання». Якщо закоротити усі висновки такого двигуна, то обертання валу помітно важко. Це означає, що кроковий двигун вже виробляє електрику. Це загальновідомий метод перевірки двигунів постійного струму "на вошивість". Якщо в момент закорочення висновків стало важче обертати вал двигуна, то електродвигун у світлі застосування його як електрогенератора небезнадійний і можна сміливо знімати його властивості.

Дістати кроковий електромотор невеликої потужності легко. Будь-який принтер, який продається на інтернет-аукціонах за 100-300 рублів, має щонайменше 2 таких двигуни. Один рухав голівку, другий – папір. Сканер та старі дисководи на 5,25 дюйма – по 1. Це цілком хороша новина. Погана новина полягає в тому, що легко дістати тільки крокові двигуни дуже малої потужності! 1-2-3 Ватта. Дістати кроковий двигун мінімум на 30-50 Ватт - рідкісний успіх, якщо це вийшло, то можна вважати, що у вас в кишені чудовий генератор для вітряка.

Як можна використовувати кроковий двигун на 2 Ват? Наприклад, можна з його допомогою заряджати акумулятор програвача, мобільного телефону і т.п. Цієї потужності буде достатньо. Потрібно 10-20 Ватт? Встановіть 10 таких двигунів. Вони коштують недорого.

А якщо вам потрібно отримати з вітряка 200-300 Ватт, при цьому бажано дешевше (пам'ятаємо про співвідношення витрати/віддача), то доведеться зробити генератор самому. Це складно, але цілком можливо.

На жаль, але перебої з подачею електрики в деякі райони можуть виникати і зараз, у ХХІ столітті. Не має значення, в чому причина подібних перебоїв: хоч обрив лінії через погані умови, хоч планове відключення.

У будь-якому випадку споживач не завжди може безболісно перенести кілька годин без електрики. Ось тут і приходять на допомогу генератори для дачі і приватного сектора взагалі.

Автономний генератор для вироблення електроенергії є найбільш оптимальним рішенням не залишатися без електрики і продовжувати жити і користуватися побутовими приладамина заздрість сусідам.

Тож купити, а насамперед розглянути варіанти автономних станцій – це першочергове завдання.

Які бувають генератори

Перед тим як вибрати генератор для дачі, потрібно знати їх основні відмінності. А це, у свою чергу, може впливати на продуктивність та ще кілька факторів. На сьогоднішній день три найпопулярніші види:

• бензиновий генератор;
• дизельний генератор;

Вже з назви зрозуміло, що відмінність полягає у вигляді палива, на якому працює автономна установка. Однак не було б сенсу людству вигадувати кілька типів виробників напруги і, швидше за все, між цими трьома типами є певні відмінності.

По-перше, бензин, дизельне паливо та газ – для кожного по-своєму доступні. Немає потреби, гадаємо, купувати бензиновий генератор, якщо до будинку підведено газову магістраль. Адже вартість газу, як і раніше, залишається більш прийнятною, ніж вартість газу. З іншого боку, маючи в запасі кілька літрів бензину або дизельного палива, можна бути впевненим, що одночасне відключення електрики і газу не завадить вашій роботі.

Друге, що заслуговує на увагу, це робота побутових генераторів на різних видахпалива.Одні більше роблять шум при роботі, інші менше; одні більш габаритні, інші компактніші; одні легко заводяться за будь-якої погоди, інші можуть мати проблеми із запуском у морози.

Вибираємо агрегат для приватного користування

Дизель чи газовий, а може бензиновий – це досить важливо. Але не менш важливо враховувати й інші особливості, за якими потрібно відбирати:

Шум під час роботи

Бензинові та дизельні генератори мають єдиний суттєвий недолік – досить відчутний рівень шуму в робочому стані . Цей недолік є певною мірою обов'язковою умовою роботи. Погодьтеся, що безшумного двигуна вам ще не траплялося.

Аналогічна ситуація і тут: при оборотах двигуна генератора створюється певний шум. Враховуючи, що установка зазвичай працює досить тривалий час і монотонний звук дратує не лише господарів, а й сусідів, потрібно шукати розв'язання цієї проблеми.

За правилами пожежної безпекигенератор для заміського будинкуповинен встановлюватися в приміщенні, що добре провітрюється. Якщо спорудити окреме приміщення з припливно-витяжною вентиляцією, рівень звуку частково зменшиться.

Наскільки сильно – залежить від матеріалів, що застосовуються при будівництві. Однак це вимагатиме додаткових витрат, сил та часу. Доцільність цієї ідеї визначається вагою установки. Автономний генератор великих розмірів, який не переставлятиметься з місця на місце, швидше за все, вимагатиме такого приміщення.

Будівельна практика також часто знає випадки, коли для бензинового або дизельного генераторів на ділянці споруджувалася яма з стінами, що обкладали цеглою, і з дахом. При забезпеченні циркуляції повітря та максимальної при цьому герметичності вдається досить високо знизити рівень шумів від працюючого приладу.

Замість ув'язнення

Те, що генератор здатний спростити наше життя – це давно доведена теорема. Навіть, швидше за все, аксіома, яка не потребує особливих доказів. Поломки, які можуть траплятися в процесі експлуатації, зовсім не означають, що агрегат недостойний уваги.

Якщо йдеться про заводський шлюб, значить просто людина довірилася неякісному виробнику. А якщо поломка з вини власника, то навіщо звинувачувати агрегат? Купівля генератора – корисне придбання, якщо вміти ним правильно користуватися.

Незважаючи на бурхливий розвиток електромобілів і водневих транспортних засобів, з копалини ще довго буде затребуваним, що дає «перехідним» гібридним автомобілям можливість і право на довге і благополучне життя.

Акумуляторним електромобілям, крім дорогої Tesla Model S, гостро бракує автономності, їх запас ходу поки обмежений, а час заряду, як і раніше, велике. Для активної експлуатації водневих автомобілів немає інфраструктури, заправки для них по всій планеті можна чи не на пальцях порахувати.

У цих умовах компанія Toyota з метою створення економних гібридів, що поєднують по можливості переваги бензинових і електричних автомобілів, розробляє суміщений з генератором електричного струму, так званий лінійний генератор з двигуном з вільним поршнем (Free Piston Engine Linear Generator, FPEG).

Наукові публікації за технологією FPEG регулярно з'являються у пресі Останніми роками. Але Toyota, ймовірно, вперше намагається застосувати лінійний генератор у транспортному засобі.

Звичайний двигун внутрішнього згоряння використовується в автомобілях для того, щоб крутити колеса. Натомість FPEG виробляє електроенергію, яку можна використовувати для живлення тягових електромоторів або для накопичення в акумуляторах.

На відміну від традиційних ДВС в лінійному двигуні з вільним поршнем немає колінчастого валу, що обертається. Натомість під дією згоряючого всередині однієї великої камери палива поршень переміщається у прямому та зворотному напрямку.

Поршень FPEG, над яким працюють інженери Toyota, обладнаний W-подібним постійним магнітом. При переміщеннях поршня туди й назад, магніт рухається разом із ним усередині обмоток стаціонарних котушок, у результаті генерується електричний струм.

Конструкція FPEG простіше конструкціїтрадиційних бензинових та дизельних двигунів. Технологія відмінно підходить для використання як у гібридних автомобілях, так і електричних як «розширювач діапазону», яким GM обладнає свої моделі Volt.

Поки що Toyota не готова запропонувати масову серійну версію FPEG. Тестовим моделям належить пройти чималий шлях до застосування. Найбільш потужні лінійні генератори здатні «видавати» близько 10 кВт, або приблизно 13 л.

Для руху по швидкісному шосе цього явно обмаль, навіть якщо заплющити очі на вкрай млявий розгін. Однак, цілком можливо, що як перший крок подібні силові установки з'являться під капотом легких транспортних засобів, призначених для регулярних приміських рейсів на роботу і додому.

У статті розказано про те, як побудувати трифазний (однофазний) генератор 220/380 на базі асинхронного електродвигуна змінного струму. Трифазний асинхронний електродвигун, винайдений наприкінці 19 століття російським вченим-електротехніком М.О. Доливо-Добровольським, отримав на даний час переважне поширення і в промисловості, і в сільському господарстві, а також у побуті.

Асинхронні електродвигуни - найпростіші та найнадійніші в експлуатації. Тому в усіх випадках, коли це допустимо за умовами електроприводу і немає необхідності компенсувати реактивну потужність, слід застосовувати асинхронні електродвигуни змінного струму.

Розрізняють два основні види асинхронних двигунів: з короткозамкненим роторомі з фазнимротором. Асинхронний короткозамкнутий електродвигун складається з нерухомої частини - статора та рухомої частини - ротора, що обертається у підшипниках, укріплених у двох щитах двигуна. Сердечники статора та ротора набрані з окремих ізольованих один від одного листів електротехнічної сталі. У пази осердя статора укладена обмотка, виконана із ізольованого дроту. У пази сердечника ротора укладають стрижневу обмотку або заливають алюмінієвий розплавлений. Кільця-перемички коротко замикають обмотку ротора по кінцях (звідси і назва - короткозамкнутий). На відміну від короткозамкнутого ротора, у пазах фазного ротора розміщують обмотку, виконану за типом статора обмотки. Кінці обмотки підводять до контактних кільців, укріплених на валу. Кільцями ковзають щітки, з'єднуючи обмотку з пусковим або регулювальним реостатом.

Асинхронні електродвигуни з фазним ротором є дорожчими пристроями, вимагають кваліфікованого обслуговування, менш надійні, тому застосовуються лише у галузях виробництва, у яких без них обійтися не можна. Тому вони мало поширені, і ми їх надалі розглядати не будемо.

По обмотці статора, включеної в трифазний ланцюг, протікає струм, що створює обертове магнітне поле. Магнітні силові лінії поля статора, що обертається, перетинають стрижні обмотки ротора і індуктують в них електрорушійну силу (ЕРС). Під дією цієї ЕРС у замкнених накоротко стрижнях ротора протікає струм. Навколо стрижнів виникають магнітні потоки, що створюють загальне магнітне поле ротора, яке, взаємодіючи з магнітним полем статора, що обертає, створює зусилля, що змушує ротор обертатися в напрямку обертання магнітного поля статора.

Частота обертання ротора дещо менша за частоту обертання магнітного поля, створюваного обмоткою статора. Цей показник характеризується ковзанням S і для більшості двигунів у межах від 2 до 10%.

У промислових установкахнайчастіше використовуються трифазні асинхронні електродвигуниякі випускають у вигляді уніфікованих серій. До них відноситься єдина серія 4А з діапазоном номінальної потужності від 0,06 до 400 кВт, машини якої відрізняються великою надійністю, хорошими експлуатаційними якостями та відповідають рівню світових стандартів.

Автономні асинхронні генератори - трифазні машини, що перетворюють механічну енергію первинного двигуна на електричну енергію змінного струму. Їх безперечною перевагою перед іншими видами генераторів є відсутність колекторно-щіткового механізму і, як наслідок цього, велика довговічність та надійність.

Робота асинхронного електродвигуна у генераторному режимі

Якщо відключений від мережі асинхронний двигун привести у обертання від будь-якого первинного двигуна, то відповідно до принципу оборотності електричних машин при досягненні синхронної частоти обертання на затискачах статорної обмотки під дією залишкового магнітного поля утворюється деяка ЕРС. Якщо тепер до затискачів статорної обмотки підключити батарею конденсаторів, то в обмотках статора потече випереджаючий ємнісний струм, що є в даному випадку намагнічуючим.

Ємність батареї повинна перевищувати деяке критичне значення С0, що залежить від параметрів автономного асинхронного генератора: тільки в цьому випадку відбувається самозбудження генератора і на обмотках статора встановлюється трифазна симетрична системанапруги. Значення напруги залежить, зрештою, від характеристики машини і ємності конденсаторів. Таким чином, асинхронний короткозамкнутий електродвигун може бути перетворений на асинхронний генератор.

Стандартна схема включення асинхронного електродвигуна як генератор.

Можна підібрати ємність так, щоб номінальна напруга та потужність асинхронного генератора дорівнювали відповідно напруги та потужності при роботі його як електродвигун.

У таблиці 1 наведено ємності конденсаторів для збудження асинхронних генераторів (U=380, 750….1500 об/хв). Тут реактивну потужність Q визначено за формулою:

Q = 0,314 · U 2 · C · 10 -6

де С – ємність конденсаторів, мкф.

Як видно з наведених даних, індуктивне навантаження на асинхронний генератор, що знижує коефіцієнт потужності, викликає різке збільшення потрібної ємності. Для підтримки напруги постійним із збільшенням навантаження необхідно збільшувати ємність конденсаторів, тобто підключати додаткові конденсатори. Цю обставину слід розглядати як недолік асинхронного генератора.

Частота обертання асинхронного генератора в нормальному режимі повинна перевищувати асинхронну величину ковзання S = 2...10%, і відповідати синхронної частоті. Не виконання даної умовипризведе до того, що частота напруги, що генерується, може відрізнятися від промислової частоти 50 Гц, що призведе до нестійкої роботи частото-залежних споживачів електроенергії: електронасосів, пральних машин, пристрої з трансформаторним входом.

Особливо небезпечне зниження частоти, що генерується, так як в цьому випадку знижується індуктивний опір обмоток електродвигунів, трансформаторів, що може стати причиною їх підвищеного нагріву і передчасного виходу з ладу.

Як асинхронний генератор може бути використаний звичайний асинхронний короткозамкнутий електродвигун відповідної потужності без будь-яких переробок. Потужність електродвигуна-генератора визначається потужністю пристроїв, що підключаються. Найбільш енергоємними з них є:

• побутові зварювальні трансформатори;
• електропили, електрофуганки, зернодробилки (потужність 0,3...3 кВт);
• електропечі типу "Росіянка", "Мрія" потужністю до 2 кВт;
• електропраски (потужність 850 ... 1000 Вт).

Особливо хочу зупинитися на експлуатації побутових зварювальних трансформаторів. Їхнє підключення до автономному джерелуелектроенергії найбажаніше, т.к. при роботі від промислової мережі вони створюють низку незручностей для інших споживачів електроенергії.

Якщо побутовий зварювальний трансформаторрозрахований працювати з електродами діаметром 2…3 мм, його повна потужність становить приблизно 4…6 кВт, потужність асинхронного генератора щодо його харчування має бути не більше 5…7 кВт. Якщо побутовий зварювальний трансформатор допускає роботу з електродами діаметром 4 мм, то у найважчому режимі - "різання" металу, споживана ним повна потужність може досягати 10...12 кВт, відповідно потужність асинхронного генератора повинна знаходитися в межах 11...13 кВт.

Як трифазну батарею конденсаторів добре використовувати так звані компенсатори реактивної потужності, призначені для поліпшення соsφ в промислових освітлювальних мережах. Їх типове позначення: КМ1-0,22-4,5-3У3 або КМ2-0,22-9-3У3, яке розшифровується в такий спосіб. КМ - косинусні конденсатори з просоченням мінеральним маслом, перша цифра-габарит (1 або 2), потім напруга (0,22 кВ), потужність (4,5 або 9 квар), потім цифра 3 або 2 означає трифазне або однофазне виконання, У3 (Помірний клімат третьої категорії).

В разі самостійного виготовленнябатареї слід використовувати конденсатори типу МБГО, МБГП, МБГТ, К-42-4 та ін. на робочу напругу не менше 600 В. Електролітичні конденсатори застосовувати не можна.

Розглянутий вище варіант підключення трифазного електродвигуна як генератор можна вважати класичним, але не єдиним. Існують інші способи, які так само добре зарекомендували себе на практиці. Наприклад, коли батарея конденсаторів підключається до однієї або двох обмоток електродвигуна-генератора.

Двофазний режим асинхронного генератора.

Рис.2 Двофазний режим асинхронного генератора.

Таку схему слід використовувати тоді, коли немає необхідності отримання трифазного напруги. Цей варіант включення зменшує робочу ємність конденсаторів, знижує навантаження на первинний механічний двигун у режимі холостого ходу тощо. економить "дорогоцінне" паливо.

Як малопотужні генератори, що виробляють змінну однофазну напругу 220 В, можна використовувати однофазні асинхронні короткозамкнуті електродвигуни побутового призначення: від пральних машин типу "Ока", "Волга", поливальних насосів "Агідель", "БЦН" та ін. У них конденсаторна батарея підключатися паралельно до робочої обмотки, або використовувати вже наявний фазозсувний конденсатор, підключений до пускової обмотки. Місткість цього конденсатора, можливо, слід дещо збільшити. Його величина визначатиметься характером навантаження, що підключається до генератора: для активного навантаження (електропечі, лампочки освітлення, електропаяльники) потрібна невелика ємність, індуктивної (електродвигуни, телевізори, холодильники) – більше.

Малопотужний генератор з однофазного асинхронного двигуна.

Тепер кілька слів про первинний механічний двигун, який приводить у обертання генератор. Як відомо, будь-яке перетворення енергії пов'язане з її неминучими втратами. Їхня величина визначається ККД пристрою. Тому потужність механічного двигуна має перевищувати потужність асинхронного генератора на 50…100%. Наприклад, при потужності асинхронного генератора 5 кВт, потужність механічного двигуна має бути 7,5...10 кВт. За допомогою передавального механізму домагаються узгодження оборотів механічного двигуна та генератора так, щоб робочий режим генератора встановлювався на середніх оборотах механічного двигуна. При необхідності можна короткочасно збільшити потужність генератора, підвищуючи оберти механічного двигуна.

Кожна автономна електростанціяповинна містити необхідний мінімум навісного обладнання: вольтметр змінного струму (зі шкалою до 500 В), частотомір (бажано) та три вимикачі. Один вимикач підключає навантаження до генератора, два інших - комутують ланцюг збудження. Наявність вимикачів у ланцюзі збудження полегшує запуск механічного двигуна, а також дозволяє швидко знизити температуру обмоток генератора, після закінчення роботи - ротор незбудженого генератора ще деякий час обертають від механічного двигуна. Ця процедура продовжує активний термін служби обмоток генератора.

Якщо за допомогою генератора передбачається запитувати обладнання, яке у звичайному режимі підключається до мережі змінного струму (наприклад, освітлення житлового будинку, побутові електроприлади), необхідно передбачити двофазний рубильник, який в період роботи генератора відключатиме обладнання від промислової мережі. Відключати треба обидва дроти: "фазу" і "нуль".

Насамкінець кілька загальних порад.

1. Генератор змінного струму є пристрій підвищеної небезпеки. Застосовуйте напругу 380 В тільки у разі нагальної потреби, у всіх інших випадках користуйтеся напругою 220 В.

2. За вимогами техніки безпеки електрогенератор необхідно обладнати заземленням.

3. Зверніть увагу на тепловий режим генератора. Він "не любить" холостого ходу. Знизити теплове навантаження можна ретельнішим підбором ємності збудливих конденсаторів.

4. Не помилитеся з потужністю електричного струму, що виробляється генератором. Якщо під час роботи трехфазного генератора використовується одна фаза, її потужність становитиме 1/3 загальної потужності генератора, якщо дві фази - 2/3 загальної потужності генератора.

5. Частоту змінного струму, що виробляється генератором, можна опосередковано контролювати за вихідною напругою, яка в режимі "холостого ходу" повинна на 4...6 % перевищувати промислове значення 220/380 Ст.