Câu trả lời cho câu hỏi làm thế nào để tự chế tạo máy phát điện từ động cơ điện dựa trên kiến thức về cấu trúc của các cơ chế này. Nhiệm vụ chính là biến động cơ thành một cỗ máy có chức năng như một máy phát điện. Trong trường hợp này, bạn nên nghĩ xem toàn bộ tổ hợp này sẽ được vận hành như thế nào.
Máy phát điện được sử dụng ở đâu?
Thiết bị loại này được sử dụng ở các khu vực hoàn toàn khác nhau. Đây có thể là một cơ sở công nghiệp, nhà ở tư nhân hoặc ngoại ô, một công trường xây dựng ở bất kỳ quy mô nào hoặc các tòa nhà dân dụng cho nhiều mục đích khác nhau.
Nói một cách dễ hiểu, một tập hợp các thành phần như máy phát điện thuộc bất kỳ loại nào và động cơ điện cho phép bạn thực hiện các tác vụ sau:
- Nguồn điện dự phòng;
- Cung cấp điện tự động một cách liên tục.
Trong trường hợp đầu tiên, chúng ta đang nói về một lựa chọn bảo hiểm trong trường hợp các tình huống nguy hiểm như quá tải mạng, tai nạn, mất điện, v.v. Trong trường hợp thứ hai, một loại máy phát điện và động cơ điện khác giúp có thể lấy điện ở những khu vực không có mạng lưới tập trung. Cùng với những yếu tố này, còn có một lý do khác khiến nên sử dụng nguồn điện tự trị - đó là nhu cầu cung cấp điện áp ổn định cho đầu vào của người tiêu dùng. Các biện pháp như vậy thường được thực hiện khi cần đưa vào vận hành các thiết bị có khả năng tự động hóa đặc biệt nhạy cảm.
Các tính năng của thiết bị và các loại hiện có
Để quyết định lựa chọn máy phát điện và động cơ điện nào để thực hiện nhiệm vụ được giao, bạn nên hiểu sự khác biệt giữa các loại nguồn điện tự động hiện có là gì.
Mô hình xăng, gas và diesel
Sự khác biệt chính là loại nhiên liệu. Từ vị trí này có:
- Máy phát điện chạy bằng xăng.
- Cơ chế diesel.
- Thiết bị chạy bằng khí đốt.
Trong trường hợp đầu tiên, máy phát điện và động cơ điện có trong thiết kế chủ yếu được sử dụng để cung cấp điện trong thời gian ngắn, điều này là do khía cạnh kinh tế của vấn đề do giá xăng cao.
Ưu điểm của cơ chế diesel là việc bảo trì và vận hành nó cần ít nhiên liệu hơn đáng kể. Ngoài ra, một máy phát điện diesel tự động và động cơ điện trong đó sẽ hoạt động trong thời gian dài mà không cần tắt máy do nguồn động cơ lớn.
Thiết bị chạy bằng khí đốt là một lựa chọn tuyệt vời trong trường hợp tổ chức nguồn điện lâu dài, vì trong trường hợp này nhiên liệu luôn có sẵn: kết nối với nguồn khí chính, sử dụng xi lanh. Do đó, chi phí vận hành một đơn vị như vậy sẽ thấp hơn do có sẵn nhiên liệu.
Các thành phần cấu trúc chính của một chiếc máy như vậy cũng khác nhau về thiết kế. Động cơ là:
- Hai thì;
- Bốn thì.
Tùy chọn đầu tiên được cài đặt trên các thiết bị có công suất và kích thước thấp hơn, trong khi tùy chọn thứ hai được sử dụng trên các thiết bị chức năng hơn. Máy phát điện có một bộ phận - máy phát điện xoay chiều, tên gọi khác của nó là “máy phát điện trong máy phát điện”. Có hai cách thực thi: đồng bộ và không đồng bộ.
Theo loại dòng điện, chúng được phân biệt:
- Máy phát điện một pha và theo đó là động cơ điện trong đó;
- Phiên bản ba pha.
Để hiểu cách chế tạo máy phát điện từ động cơ điện không đồng bộ, điều quan trọng là phải hiểu nguyên lý hoạt động của thiết bị này. Vì vậy, cơ sở hoạt động là sự chuyển đổi các loại năng lượng khác nhau. Trước hết, động năng giãn nở của khí phát sinh trong quá trình đốt cháy nhiên liệu được chuyển thành cơ năng. Điều này xảy ra với sự tham gia trực tiếp của cơ cấu tay quay trong quá trình quay trục động cơ.
Việc chuyển đổi năng lượng cơ học thành thành phần điện xảy ra thông qua quá trình quay của rôto máy phát điện, dẫn đến sự hình thành trường điện từ và EMF. Ở đầu ra, sau khi ổn định, điện áp đầu ra sẽ đến tay người tiêu dùng.
Tạo nguồn điện không cần bộ truyền động
Cách phổ biến nhất để thực hiện nhiệm vụ như vậy là cố gắng tổ chức cung cấp điện thông qua một máy phát không đồng bộ. Một tính năng của phương pháp này là việc áp dụng nỗ lực tối thiểu trong việc cài đặt các thành phần bổ sung để hoạt động chính xác của thiết bị đó. Điều này là do cơ chế này hoạt động theo nguyên lý động cơ không đồng bộ và tạo ra điện.
Xem video, máy phát điện không dùng nhiên liệu của riêng bạn:
Trong trường hợp này, rôto quay với tốc độ cao hơn nhiều so với tốc độ mà rôto đồng bộ có thể tạo ra. Hoàn toàn có thể chế tạo một máy phát điện từ động cơ điện không đồng bộ bằng tay của chính bạn mà không cần sử dụng các bộ phận bổ sung hoặc cài đặt đặc biệt.
Do đó, sơ đồ cơ bản của thiết bị trên thực tế sẽ không bị ảnh hưởng, nhưng nó sẽ có thể cung cấp điện cho một vật thể nhỏ: nhà riêng hoặc nhà ở nông thôn, căn hộ. Việc sử dụng các thiết bị như vậy khá rộng rãi:
- Là một động cơ cho ;
- Ở dạng thủy điện nhỏ.
Để tổ chức một nguồn cung cấp năng lượng thực sự tự chủ, một máy phát điện không có động cơ dẫn động phải hoạt động theo chế độ tự kích thích. Và điều này được thực hiện bằng cách kết nối các tụ điện theo thứ tự nối tiếp.
Hãy cùng xem video, trình tạo tự làm, các giai đoạn làm việc:
Một lựa chọn khác để thực hiện điều này là sử dụng động cơ Stirling. Đặc điểm của nó là chuyển đổi năng lượng nhiệt thành công cơ học. Tên gọi khác của thiết bị như vậy là động cơ đốt ngoài, hay chính xác hơn là dựa trên nguyên lý hoạt động, đúng hơn là động cơ đốt nóng bên ngoài.
Điều này là do để thiết bị hoạt động hiệu quả cần có sự chênh lệch nhiệt độ đáng kể. Do giá trị này tăng lên nên công suất cũng tăng lên. Máy phát điện trên động cơ sưởi ngoài Stirling có thể hoạt động từ bất kỳ nguồn nhiệt nào.
Trình tự các hành động để tự sản xuất
Để biến động cơ thành nguồn điện tự trị, bạn nên thay đổi mạch điện một chút bằng cách nối tụ điện vào cuộn dây stato:
Sơ đồ kết nối động cơ không đồng bộ
Trong trường hợp này, một dòng điện dung dẫn (từ hóa) sẽ chạy qua. Kết quả là, một quá trình tự kích thích của nút được hình thành và cường độ của EMF thay đổi tương ứng. Thông số này bị ảnh hưởng phần lớn bởi điện dung của các tụ điện được kết nối, nhưng chúng ta không được quên các thông số của chính máy phát điện.
Để tránh thiết bị quá nóng, thường là hậu quả trực tiếp của việc chọn sai thông số tụ điện, bạn cần được hướng dẫn bởi các bảng đặc biệt khi chọn chúng: 
Hiệu quả và tính khả thi
Trước khi quyết định mua máy phát điện tự động không có động cơ ở đâu, bạn cần xác định xem công suất của thiết bị đó có thực sự đủ đáp ứng nhu cầu của người dùng hay không. Thông thường, các thiết bị tự chế thuộc loại này phục vụ người tiêu dùng năng lượng thấp. Nếu bạn quyết định tự mình chế tạo một máy phát điện tự động không có động cơ, bạn có thể mua các yếu tố cần thiết tại bất kỳ trung tâm dịch vụ hoặc cửa hàng nào.
Nhưng ưu điểm của chúng là chi phí tương đối thấp, chỉ cần thay đổi một chút mạch điện bằng cách kết nối một số tụ điện có công suất phù hợp là đủ. Vì vậy, với một số kiến thức, có thể chế tạo một máy phát điện nhỏ gọn và công suất thấp để cung cấp đủ điện cho người tiêu dùng.
Nhiệm vụ này đòi hỏi một số thao tác, phải đi kèm với sự hiểu biết rõ ràng về nguyên lý và phương thức hoạt động của thiết bị đó.
Nó là gì và nó hoạt động như thế nào
Động cơ điện loại không đồng bộ là loại máy trong đó năng lượng điện được biến đổi thành năng lượng cơ và nhiệt. Sự chuyển đổi như vậy có thể xảy ra do hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra giữa cuộn dây stato và rôto. Một đặc điểm của động cơ không đồng bộ là tốc độ quay của hai bộ phận chính này là khác nhau.
Các đặc điểm thiết kế của một động cơ điện điển hình có thể được nhìn thấy trong hình minh họa. Cả stato và rôto đều là những vật thể hình tròn đồng trục, được chế tạo bằng cách lắp ráp đủ số lượng tấm từ thép đặc biệt. Các lá stator có các rãnh ở mặt trong của vòng và khi căn chỉnh sẽ tạo thành các rãnh dọc để quấn dây đồng vào đó. Đối với rôto, vai trò của nó được thực hiện bởi các thanh nhôm; chúng cũng được đưa vào các rãnh của lõi, nhưng được đóng lại ở cả hai bên bằng các tấm khóa.
Khi điện áp được đặt vào cuộn dây stato, một trường điện từ xuất hiện trên chúng và bắt đầu quay. Do tốc độ quay rôto rõ ràng là thấp hơn nên EMF được tạo ra giữa các cuộn dây và trục trung tâm bắt đầu chuyển động. Sự không đồng bộ của tần số không chỉ liên quan đến cơ sở lý thuyết của quá trình mà còn liên quan đến ma sát thực tế của các ổ đỡ trục, nó sẽ làm chậm phần nào so với từ trường của stato.
Máy phát điện là gì?
Máy phát điện là một loại máy điện chuyển đổi năng lượng cơ và nhiệt thành năng lượng điện. Theo quan điểm này, nó là một thiết bị đối lập trực tiếp về nguyên lý hoạt động và phương thức hoạt động với động cơ không đồng bộ. Hơn nữa, loại máy phát điện phổ biến nhất là cảm ứng.
Như chúng ta nhớ từ lý thuyết đã mô tả ở trên, điều này chỉ có thể thực hiện được khi có sự khác biệt về số vòng quay của từ trường của stato và rôto. Từ đó rút ra một kết luận hợp lý (cũng tính đến nguyên tắc đảo ngược, được đề cập ở đầu bài viết) - về mặt lý thuyết có thể tạo ra một máy phát điện từ máy không đồng bộ, ngoài ra, đây là một vấn đề có thể giải quyết độc lập bằng cách tua lại.
Động cơ hoạt động ở chế độ máy phát điện
Bất kỳ máy phát điện không đồng bộ nào cũng được sử dụng như một loại máy biến áp, trong đó năng lượng cơ học từ chuyển động quay của trục động cơ được chuyển thành dòng điện xoay chiều. Điều này trở nên khả thi khi tốc độ của nó cao hơn tốc độ đồng bộ (khoảng 1500 vòng/phút). Sơ đồ cổ điển để chuyển đổi và kết nối động cơ ở chế độ máy phát điện với việc tạo ra dòng điện ba pha có thể dễ dàng được lắp ráp bằng tay của chính bạn:
Độc giả của chúng tôi khuyên bạn nên! Để tiết kiệm hóa đơn tiền điện, độc giả của chúng tôi khuyên dùng 'Hộp tiết kiệm điện'. Các khoản thanh toán hàng tháng sẽ ít hơn 30-50% so với trước khi sử dụng trình tiết kiệm. Nó loại bỏ thành phần phản kháng khỏi mạng, dẫn đến giảm tải và do đó giảm mức tiêu thụ dòng điện. Các thiết bị điện tiêu thụ ít điện hơn và chi phí giảm.
Để đạt được tốc độ khởi động như vậy, cần phải tác dụng một mômen xoắn khá lớn (ví dụ, bằng cách nối động cơ đốt trong trong máy tạo khí hoặc cánh quạt trong cối xay gió). Ngay khi tốc độ quay đạt giá trị đồng bộ, dàn tụ điện bắt đầu hoạt động, tạo ra dòng điện dung. Do đó, cuộn dây stato tự kích thích xảy ra và dòng điện được tạo ra (chế độ phát điện).
Điều kiện cần thiết để hoạt động ổn định của máy phát điện có tần số mạng công nghiệp 50 Hz là sự tuân thủ các đặc tính tần số của nó:
- Tốc độ quay của nó phải vượt quá tốc độ không đồng bộ (tần số hoạt động của chính động cơ) theo tỷ lệ trượt (từ 2 đến 10%),
- Tốc độ quay của máy phát phải phù hợp với tốc độ đồng bộ.
Làm thế nào để tự lắp ráp một máy phát điện không đồng bộ?
Có được kiến thức, sự khéo léo và khả năng làm việc với thông tin, bạn có thể tự tay lắp ráp / chế tạo một máy phát điện đang hoạt động từ động cơ. Để thực hiện việc này, bạn cần thực hiện các bước chính xác theo trình tự sau:
- Tốc độ quay thực (không đồng bộ) của động cơ dự kiến sử dụng làm máy phát điện được tính toán. Để xác định tốc độ của một thiết bị được kết nối với mạng, bạn có thể sử dụng máy đo tốc độ,
- Tần số đồng bộ của động cơ được xác định, tần số này cũng sẽ không đồng bộ đối với máy phát. Ở đây số tiền trượt được tính đến (2-10%). Giả sử các phép đo cho thấy tốc độ quay là 1450 vòng/phút. Tần số hoạt động cần thiết của máy phát điện sẽ là:
nGEN = (1,02…1.1)nDV= (1,02…1.1) 1450 = 1479…1595 vòng/phút,
- Lựa chọn tụ điện có công suất yêu cầu (sử dụng bảng dữ liệu so sánh tiêu chuẩn).
Chúng ta có thể chấm dứt tình trạng này, nhưng nếu cần có điện áp mạng một pha 220V, thì chế độ vận hành của thiết bị đó sẽ yêu cầu đưa máy biến áp giảm áp vào mạch đã cho trước đó.
Các loại máy phát điện chạy bằng động cơ
Mua một máy phát điện tiêu chuẩn làm sẵn hoàn toàn không phải là một niềm vui rẻ tiền và khó có thể phù hợp với túi tiền của đại đa số thực tế đồng bào của chúng ta. Một máy phát điện tự chế có thể là một sự thay thế tuyệt vời; nó có thể được lắp ráp nếu có đủ kiến thức về kỹ thuật điện và hệ thống ống nước. Thiết bị đã lắp ráp có thể được sử dụng thành công như:
- Máy phát điện tự cấp nguồn. Người dùng có thể tự mình có được một thiết bị tạo ra điện với thời gian hoạt động dài do khả năng tự sạc lại,
- Máy phát điện gió. Cối xay gió quay dưới tác động của gió được sử dụng như một thiết bị đẩy cần thiết để khởi động động cơ.
- Máy phát điện trên nam châm neodymium,
- Máy tạo khí ba pha,
- Máy phát điện một pha công suất thấp cho động cơ của các thiết bị điện, v.v.
Chuyển đổi một động cơ tiêu chuẩn thành một thiết bị phát điện hoạt động bằng chính đôi tay của bạn là một hoạt động thú vị và rõ ràng là tiết kiệm ngân sách của bạn. Bằng cách này, có thể chuyển đổi một cối xay gió thông thường bằng cách kết nối nó với một động cơ để tạo ra năng lượng tự động.
Máy phát điện không đồng bộ (cảm ứng) là sản phẩm điện hoạt động bằng dòng điện xoay chiều và có khả năng tái tạo năng lượng điện. Một tính năng đặc biệt là tốc độ cánh quạt cao.
Thông số này cao hơn đáng kể so với thông số tương tự đồng bộ. Hoạt động của máy không đồng bộ dựa trên khả năng chuyển đổi năng lượng cơ học thành điện năng. Điện áp cho phép là 220V hoặc 380V.
Lĩnh vực sử dụng
Ngày nay, phạm vi ứng dụng của các thiết bị không đồng bộ khá rộng. Chúng được sử dụng:
- trong ngành vận tải (hệ thống phanh);
- trong công tác nông nghiệp (đơn vị không yêu cầu bù điện);
- trong đời sống hàng ngày (động cơ của các nhà máy điện nước hoặc điện gió tự hành);
- cho công việc hàn;
- để đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các thiết bị quan trọng như tủ lạnh y tế.
Về lý thuyết, hoàn toàn có thể chuyển đổi động cơ không đồng bộ thành máy phát không đồng bộ. Để làm điều này, bạn cần:
- có hiểu biết rõ ràng về dòng điện;
- nghiên cứu kỹ lý thuyết tạo ra điện từ năng lượng cơ học;
- cung cấp các điều kiện cần thiết để xuất hiện dòng điện trên cuộn dây stato.
Thông số kỹ thuật của thiết bị và nguyên lý hoạt động
Các bộ phận chính của máy phát không đồng bộ là rôto và stato. Rôto là bộ phận bị ngắn mạch, chuyển động quay của nó tạo ra một suất điện động. Nhôm được sử dụng để làm các bề mặt dẫn điện. Stator được trang bị cuộn dây ba pha hoặc một pha được sắp xếp theo hình ngôi sao.
Như được hiển thị trong ảnh của trình tạo loại không đồng bộ, các thành phần khác là:
- đầu vào cáp (dòng điện đi qua nó);
- cảm biến nhiệt độ (cần thiết để theo dõi quá trình gia nhiệt của cuộn dây);
- mặt bích (mục đích – kết nối chặt chẽ hơn các phần tử);
- vòng trượt (không kết nối với nhau);
- chổi điều chỉnh (chúng kích hoạt bộ biến trở, cho phép bạn điều chỉnh điện trở rôto);
- thiết bị đoản mạch (được sử dụng nếu cần dừng mạnh bộ biến trở).
Nguyên lý hoạt động của máy phát điện không đồng bộ dựa trên sự chuyển đổi cơ năng thành điện năng. Chuyển động của các cánh rôto dẫn đến tạo ra dòng điện trên bề mặt của nó.
Kết quả là một từ trường được hình thành tạo ra điện áp một pha và ba pha trên stato. Năng lượng được tạo ra có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi tải trên cuộn dây stato.
Các tính năng của chương trình
Mạch máy phát điện của động cơ không đồng bộ khá đơn giản. Nó không đòi hỏi kỹ năng đặc biệt. Khi bạn bắt đầu quá trình phát triển mà không kết nối với nguồn điện, quá trình quay sẽ bắt đầu. Khi đạt đến tần số thích hợp, cuộn dây stato sẽ bắt đầu tạo ra dòng điện.
Nếu bạn lắp một pin riêng gồm nhiều tụ điện, kết quả của thao tác đó sẽ là dòng điện dung dẫn đến.
Các thông số của năng lượng được tạo ra bị ảnh hưởng bởi đặc tính kỹ thuật của máy phát và điện dung của tụ điện được sử dụng.
Các loại động cơ không đồng bộ
Người ta thường phân biệt các loại máy phát không đồng bộ sau:
Với rôto lồng sóc. Thiết bị loại này bao gồm một stato đứng yên và một rôto quay. Các lõi là thép. Một dây cách điện được đặt trong các rãnh của lõi stato. Một cuộn dây thanh được lắp vào các rãnh của lõi rôto. Cuộn dây rôto được đóng lại bằng các vòng nhảy đặc biệt.
Với rôto vết thương. Sản phẩm này khá đắt tiền. Yêu cầu bảo trì chuyên dụng. Thiết kế tương tự như máy phát điện có rôto lồng sóc. Sự khác biệt nằm ở việc sử dụng dây cách điện làm cuộn dây.
Các đầu của cuộn dây được gắn vào các vòng đặc biệt đặt trên trục. Bàn chải đi qua chúng, nối dây với biến trở. Máy phát điện loại không đồng bộ có rôto dây quấn sẽ kém tin cậy hơn.
Biến động cơ thành máy phát điện
Như đã nêu trước đó, việc sử dụng động cơ cảm ứng làm máy phát điện là chấp nhận được. Chúng ta hãy nhìn vào một lớp học nhỏ.
Bạn sẽ cần một động cơ từ máy giặt thông thường.
- Hãy giảm độ dày của lõi và tạo một số lỗ mù.
- Hãy cắt một dải thép tấm, kích thước của nó bằng kích thước của rôto.
- Chúng tôi sẽ lắp nam châm neodymium (ít nhất 8 miếng). Hãy cố định chúng bằng keo.
- Che rôto bằng một tờ giấy dày và cố định các cạnh bằng băng dính.
- Chúng tôi phủ lên đầu rôto một hỗn hợp mastic nhằm mục đích bịt kín.
- Lấp đầy khoảng trống giữa các nam châm bằng nhựa.
- Sau khi epoxy cứng lại, loại bỏ lớp giấy.
- Cát rôto bằng giấy nhám.
- Sử dụng hai dây, chúng tôi kết nối thiết bị với cuộn dây làm việc và loại bỏ các dây không cần thiết.
- Nếu muốn, chúng tôi thay thế vòng bi.
Chúng tôi cài đặt bộ chỉnh lưu hiện tại và gắn bộ điều khiển sạc. Máy phát điện động cơ không đồng bộ DIY của chúng tôi đã sẵn sàng!
Bạn có thể tìm thấy hướng dẫn chi tiết hơn về cách tạo trình tạo loại không đồng bộ trên Internet.
- Cung cấp cho máy phát điện sự bảo vệ khỏi hư hỏng cơ học và lượng mưa.
- Làm vỏ bảo vệ đặc biệt cho máy đã lắp ráp.
- Nhớ thường xuyên theo dõi thông số máy phát điện.
- Đừng quên nối đất cho thiết bị.
- Tránh quá nóng.
Hình ảnh máy phát điện không đồng bộ
Mong muốn phát triển một nguồn sản xuất điện tự trị đã tạo điều kiện cho việc chế tạo một máy phát điện từ động cơ không đồng bộ thông thường. Sự phát triển là đáng tin cậy và tương đối đơn giản.
Các loại và mô tả động cơ không đồng bộ
Có hai loại động cơ:
- Rotor lồng sóc. Nó bao gồm một stato (phần tử không chuyển động) và một rôto (phần tử quay), chuyển động do hoạt động của các ổ trục được gắn vào hai tấm chắn động cơ. Các lõi được làm bằng thép và chúng cũng được cách điện với nhau. Một dây cách điện được đặt dọc theo các rãnh của lõi stato, và một cuộn dây thanh được lắp dọc theo các rãnh của lõi rôto hoặc nhôm nóng chảy được đổ vào. Các vòng nhảy đặc biệt đóng vai trò là bộ phận đóng của cuộn dây rôto. Các phát triển độc lập biến đổi chuyển động cơ học của động cơ và tạo ra điện áp xoay chiều. Ưu điểm của chúng là không có cơ chế thu gom kiềm, giúp chúng đáng tin cậy và bền hơn.
- Rôto trượt– một thiết bị đắt tiền cần có dịch vụ chuyên biệt. Thành phần tương tự như của rôto ngắn mạch. Ngoại lệ duy nhất là cuộn dây rôto và stato của lõi được làm bằng dây cách điện và các đầu của nó được nối với các vòng gắn vào trục. Bàn chải đặc biệt đi qua chúng, kết nối các dây với bộ biến trở điều chỉnh hoặc khởi động. Do mức độ tin cậy thấp, nó chỉ được sử dụng cho những ngành mà nó dự định sử dụng.
Khu vực ứng dụng
Thiết bị được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau:
- Giống như động cơ thông thường cho các nhà máy điện gió.
- Đối với việc cung cấp độc lập của riêng bạn một căn hộ hoặc nhà.
- Giống như các nhà máy thủy điện nhỏ.
- Là loại máy phát điện biến tần thay thế (hàn).
- Để tạo ra một hệ thống điện xoay chiều liên tục.
Ưu điểm và nhược điểm của máy phát điện
Những phẩm chất tích cực của sự phát triển bao gồm:
- Lắp ráp đơn giản và nhanh chóng với khả năng tránh phải tháo rời động cơ điện và quấn lại cuộn dây.
- Khả năng quay dòng điện bằng tuabin gió hoặc thủy lực.
- Sử dụng thiết bị trong hệ thống máy phát điện động cơ để chuyển đổi mạng một pha (220V) thành mạng ba pha (380V).
- Khả năng tận dụng phát triển ở những nơi không có điện, sử dụng động cơ đốt trong để phát huy.
Nhược điểm:
- Việc tính toán điện dung của chất ngưng tụ được gắn vào cuộn dây là một vấn đề khó khăn.
- Rất khó để đạt được mức sức mạnh tối đa mà quá trình phát triển bản thân có thể đạt được.
Nguyên lý hoạt động
Máy phát điện tạo ra năng lượng điện với điều kiện số vòng quay rôto cao hơn một chút so với tốc độ đồng bộ. Loại đơn giản nhất tạo ra khoảng 1800 vòng/phút, có tính đến mức tốc độ đồng bộ của nó trở thành 1500 vòng/phút.
Nguyên lý hoạt động của nó dựa trên sự chuyển đổi năng lượng cơ học thành điện năng. Bạn có thể buộc rôto quay và tạo ra điện bằng mô-men xoắn mạnh. Lý tưởng nhất là tốc độ không tải không đổi có thể duy trì cùng tốc độ.
Tất cả các loại động cơ hoạt động trên dòng điện không liên tục được gọi là không đồng bộ. Trong đó, từ trường của stato quay nhanh hơn từ trường của rôto, do đó hướng nó theo hướng chuyển động của nó. Để biến động cơ điện thành một máy phát điện hoạt động, bạn cần phải tăng tốc độ của rôto để nó không tuân theo từ trường của stato mà bắt đầu chuyển động theo hướng khác.
Bạn có thể nhận được kết quả tương tự bằng cách kết nối thiết bị với nguồn điện, có điện dung lớn hoặc cả nhóm tụ điện. Chúng tích điện và tích lũy năng lượng từ từ trường. Pha tụ điện có điện tích ngược với nguồn dòng điện của động cơ, làm cho rôto quay chậm lại và cuộn dây stato tạo ra dòng điện.
Mạch máy phát điện
Đề án này rất đơn giản và không đòi hỏi kiến thức và kỹ năng đặc biệt. Nếu bạn bắt đầu phát triển mà không kết nối nó với mạng, quá trình quay sẽ bắt đầu và sau khi đạt đến tần số đồng bộ, cuộn dây stato sẽ bắt đầu tạo ra năng lượng điện.
Bằng cách gắn một cục pin đặc biệt gồm một số tụ điện (C) vào các cực của nó, bạn có thể thu được dòng điện dung dẫn đầu, dòng điện này sẽ tạo ra từ hóa. Điện dung của tụ điện phải cao hơn chỉ định tới hạn C 0, điều này phụ thuộc vào kích thước và đặc tính của máy phát.
Trong tình huống này, quá trình tự khởi động xảy ra và một hệ thống có điện áp ba pha đối xứng được lắp trên cuộn dây stato. Dòng điện được tạo ra trực tiếp phụ thuộc vào điện dung của tụ điện, cũng như đặc tính của máy.
Tự mình làm điều đó
Để biến động cơ điện thành máy phát điện có chức năng, bạn sẽ cần sử dụng dàn tụ điện không phân cực, vì vậy tốt hơn hết bạn không nên sử dụng tụ điện.
Trong động cơ ba pha, bạn có thể kết nối tụ điện theo sơ đồ sau:
- "Ngôi sao"- có thể phát điện ở số vòng quay thấp hơn nhưng với điện áp đầu ra thấp hơn;
- "Tam giác"– hoạt động ở số vòng quay lớn và do đó tạo ra nhiều điện áp hơn.
Bạn có thể tạo thiết bị của riêng mình từ động cơ một pha, nhưng với điều kiện là nó được trang bị rôto ngắn mạch. Để bắt đầu phát triển, bạn nên sử dụng tụ điện chuyển pha. Động cơ loại cổ góp một pha không thích hợp để chuyển đổi.
công cụ bắt buộc
Tạo trình tạo của riêng bạn không khó, điều chính là phải có tất cả các yếu tố cần thiết:
- Động cơ không đồng bộ.
- Máy phát điện tốc độ (thiết bị đo dòng điện) hoặc máy đo tốc độ.
- Công suất của tụ điện.
- Tụ điện.
- Công cụ.
Hướng dẫn từng bước một
- Vì bạn sẽ cần phải cấu hình lại máy phát điện để tốc độ quay vượt quá tốc độ động cơ, trước tiên bạn phải kết nối động cơ với nguồn điện và khởi động nó. Sau đó sử dụng máy đo tốc độ để xác định tốc độ quay của nó.
- Sau khi tìm ra tốc độ, bạn nên thêm 10% nữa vào chỉ định kết quả. Ví dụ, chỉ số kỹ thuật của động cơ là 1000 vòng/phút thì máy phát điện phải có khoảng 1100 vòng/phút (1000*0,1%=100, 1000+100=1100 vòng/phút).
- Bạn nên chọn điện dung cho tụ điện.Để xác định kích thước, hãy sử dụng dữ liệu bảng.
Bảng tụ điện
| Máy phát điện KV A | Chạy không tải | |||||
| Dung tíchMkf | Công suất phản kháng Kvar | COS=1 | COS=0,8 | |||
| công suất mkf | Công suất phản khángKvar | Dung tíchMkf | Công suất phản kháng Kvar | |||
| 2,0 | 28 | 1,27 | 36 | 1,63 | 60 | 2,72 |
| 3,5 | 45 | 2,04 | 56 | 2,54 | 100 | 4,53 |
| 5,0 | 60 | 2,72 | 75 | 3,4 | 138 | 6,25 |
| 7,0 | 74 | 3,36 | 98 | 4,44 | 182 | 8,25 |
| 10,0 | 92 | 4,18 | 130 | 5,9 | 245 | 11,1 |
| 15,0 | 120 | 5,44 | 172 | 7,8 | 342 | 15,5 |
Quan trọng! Nếu công suất lớn, máy phát điện sẽ bắt đầu nóng lên.
Chọn tụ điện thích hợp có thể cung cấp tốc độ quay cần thiết. Hãy cẩn thận khi cài đặt.
Quan trọng! Tất cả các tụ điện phải được cách điện bằng một lớp phủ đặc biệt.
Thiết bị đã sẵn sàng và có thể được sử dụng làm nguồn điện.
Quan trọng! Thiết bị có rôto lồng sóc tạo ra điện áp cao nên nếu cần điện áp 220V thì nên lắp thêm máy biến áp giảm áp.
Máy phát điện từ
Máy phát điện từ có một số điểm khác biệt. Ví dụ, nó không yêu cầu lắp đặt các dàn tụ điện. Từ trường sẽ tạo ra điện trong cuộn dây stato được tạo ra bởi nam châm neodymium.
Các tính năng của việc tạo một máy phát điện:
- Cần phải tháo cả hai nắp động cơ.
- Rôto sẽ cần phải được loại bỏ.
- Rôto phải được mài sắc bằng cách loại bỏ lớp trên cùng có độ dày cần thiết(độ dày nam châm + 2mm). Việc tự mình thực hiện quy trình này mà không có thiết bị tiện là vô cùng khó khăn, vì vậy bạn nên liên hệ với dịch vụ tiện.
- Tạo mẫu nam châm tròn trên một tờ giấy, dựa trên các thông số, đường kính là 10-20 mm, độ dày khoảng 10 mm và lực chửi khoảng 5-9 kg mỗi cm 2. Kích thước nên được chọn tùy thuộc vào kích thước của rôto. Sau đó gắn mẫu đã tạo vào rôto và đặt các nam châm theo các cực của chúng và tạo góc 15-20 0 với trục rôto. Số lượng nam châm gần đúng trong một dải là khoảng 8 miếng.
- Bạn nên có 4 nhóm sọc, mỗi nhóm có 5 sọc. Giữa các nhóm phải có khoảng cách bằng 2 đường kính nam châm và giữa các dải trong nhóm - đường kính nam châm 0,5-1. Nhờ cách sắp xếp này mà rôto sẽ không bị dính vào stato.
- Sau khi lắp đặt tất cả các nam châm, bạn nên đổ đầy rôto bằng nhựa epoxy đặc biệt. Sau khi khô, phủ phần tử hình trụ bằng sợi thủy tinh và ngâm lại bằng nhựa. Việc buộc chặt này sẽ giúp nam châm không bị bay ra ngoài trong quá trình di chuyển. Đảm bảo rằng đường kính của rôto bằng với đường kính trước rãnh để trong quá trình lắp đặt nó không cọ vào cuộn dây stato.
- Sau khi làm khô rôto, nó có thể được lắp đặt vào đúng vị trí và vặn cả hai nắp động cơ.
- Tiến hành các bài kiểm tra.Để khởi động máy phát điện, bạn sẽ cần quay rôto bằng máy khoan điện và ở đầu ra sẽ đo dòng điện tạo ra bằng máy đo tốc độ.
Làm lại hay không
Để xác định xem hoạt động của máy phát điện tự chế có hiệu quả hay không, bạn nên tính toán mức độ hợp lý của nỗ lực chuyển đổi thiết bị.
Điều này không có nghĩa là thiết bị này rất đơn giản. Động cơ của động cơ không đồng bộ có độ phức tạp không thua kém máy phát đồng bộ. Sự khác biệt duy nhất là không có mạch điện để bắt đầu hoạt động mà được thay thế bằng pin tụ điện, điều này không làm đơn giản hóa thiết bị theo bất kỳ cách nào.
Ưu điểm của tụ điện là không cần bảo trì bổ sung và năng lượng được lấy từ từ trường của rôto hoặc dòng điện sinh ra. Từ đó, chúng ta có thể nói rằng lợi thế duy nhất của sự phát triển này là không cần bảo trì.
Một chất lượng tích cực khác là hiệu ứng yếu tố rõ ràng. Nó bao gồm việc không có sóng hài cao hơn trong dòng điện được tạo ra, nghĩa là chỉ số của nó càng thấp thì năng lượng tiêu tốn càng ít cho hệ thống sưởi, từ trường và các khía cạnh khác. Đối với động cơ điện ba pha con số này khoảng 2%, trong khi đối với máy điện đồng bộ ít nhất là 15%. Thật không may, việc tính đến chỉ số này trong cuộc sống hàng ngày khi các loại thiết bị điện khác nhau được kết nối vào mạng là không thực tế.
Các chỉ số và tính chất khác của sự phát triển là tiêu cực. Nó không có khả năng cung cấp tần số công suất định mức của điện áp được tạo ra. Do đó, các thiết bị này được sử dụng cùng với máy chỉnh lưu cũng như để sạc pin.
Máy phát điện rất nhạy cảm với những biến động nhỏ nhất của dòng điện. Trong sự phát triển công nghiệp, pin được sử dụng để kích thích, và trong phiên bản tự chế, một phần năng lượng được sử dụng cho pin tụ điện. Khi tải trên máy phát điện cao hơn giá trị danh nghĩa, nó không có đủ điện để nạp lại và dừng hoạt động. Trong một số trường hợp, pin điện dung được sử dụng, pin này thay đổi âm lượng động tùy theo tải.
- Thiết bị rất nguy hiểm nên không nên sử dụng điện áp 380 V, trừ khi thực sự cần thiết.
- Phù hợp với các biện pháp phòng ngừa và biện pháp phòng ngừa an toàn phải lắp thêm nối đất.
- Theo dõi các điều kiện nhiệt của sự phát triển. Nó không phải là vốn có để làm việc ở tốc độ không tải. Để giảm tác động nhiệt, bạn nên chọn tụ điện tốt.
- Tính toán chính xác công suất của điện áp tạo ra. Ví dụ, khi trong máy phát điện ba pha chỉ có một pha hoạt động, điều đó có nghĩa là công suất bằng 1/3 tổng công suất và nếu hai pha đang hoạt động thì tương ứng là 2/3.
- Có thể gián tiếp điều khiển tần số dòng điện gián đoạn. Khi thiết bị không hoạt động, điện áp đầu ra bắt đầu tăng và vượt giá trị công nghiệp (220/380V) từ 4-6%.
- Tốt nhất là cô lập sự phát triển.
- Bạn nên trang bị cho phát minh tự chế của mình một máy đo tốc độ và vôn kếđể ghi lại công việc của mình.
- Nên cung cấp các nút đặc biệtđể bật và tắt cơ chế.
- Mức độ hiệu quả sẽ giảm 30-50%, hiện tượng này là tất yếu.
Người ta đã quyết định chuyển đổi một động cơ không đồng bộ thành máy phát điện cho cối xay gió. Việc sửa đổi này rất đơn giản và giá cả phải chăng, đó là lý do tại sao trong các thiết kế máy phát điện gió tự chế, bạn thường thấy máy phát điện được làm từ động cơ không đồng bộ.
Việc sửa đổi bao gồm việc cắt rôto dưới nam châm, sau đó nam châm thường được dán vào rôto theo mẫu và đổ đầy nhựa epoxy để chúng không bay ra. Họ cũng thường quấn lại stato bằng dây dày hơn để giảm quá nhiều điện áp và tăng dòng điện. Nhưng tôi không muốn tua lại động cơ này và quyết định giữ nguyên mọi thứ, chỉ chuyển rôto thành nam châm. Một động cơ không đồng bộ ba pha có công suất 1,32 kW được tìm thấy làm nhà tài trợ. Dưới đây là hình ảnh của động cơ điện này.
chuyển đổi động cơ không đồng bộ thành máy phát điện Rôto của động cơ điện được gia công trên máy tiện đến độ dày của nam châm. Rôto này không sử dụng ống bọc kim loại, thường được gia công và đặt trên rôto dưới nam châm. Cần có ống bọc để tăng cường cảm ứng từ, thông qua nó, các nam châm đóng từ trường của chúng bằng cách cung cấp năng lượng cho nhau từ bên dưới và từ trường không tiêu tán mà truyền đến tận stato. Thiết kế này sử dụng nam châm khá mạnh có kích thước 7,6 * 6 mm với số lượng 160 miếng, sẽ cung cấp EMF tốt ngay cả khi không có ống bọc.
Đầu tiên, trước khi dán các nam châm, rôto được đánh dấu thành bốn cực và các nam châm được đặt ở một góc xiên. Động cơ có bốn cực và vì stato không quấn lại nên trên rôto cũng phải có bốn cực từ. Mỗi cực từ thay thế nhau, một cực quy ước là “bắc”, cực thứ hai là “nam”. Các cực từ được tạo ra cách đều nhau nên các nam châm được nhóm lại gần nhau hơn ở các cực. Sau khi được đặt lên rôto, các nam châm được quấn bằng băng dính để cố định và đổ đầy nhựa epoxy.
Sau khi lắp rôto có cảm giác dính, khi trục quay có cảm giác dính. Nó đã được quyết định làm lại cánh quạt. Các nam châm được gõ vào nhau bằng epoxy và đặt lại, nhưng bây giờ chúng ít nhiều được đặt đều khắp rôto, bên dưới là ảnh rôto có nam châm trước khi được đổ đầy epoxy. Sau khi đổ đầy, độ bám dính giảm đi phần nào và người ta nhận thấy điện áp giảm nhẹ khi máy phát quay cùng tốc độ và dòng điện tăng nhẹ.
Sau khi lắp ráp xong máy phát điện, người ta quyết định vặn nó bằng máy khoan và kết nối một thứ gì đó với nó dưới dạng tải. Một bóng đèn 220 volt 60 watt được mắc vào, ở tốc độ 800-1000 vòng/phút, nó cháy hết công suất. Ngoài ra, để kiểm tra khả năng của máy phát điện, một bóng đèn 1 kW đã được kết nối; nó cháy hết công suất và máy khoan không đủ mạnh để quay máy phát điện.
Ở chế độ không tải, ở tốc độ khoan tối đa 2800 vòng/phút, điện áp máy phát đạt hơn 400 volt. Ở tốc độ khoảng 800 vòng/phút, điện áp là 160 volt. Chúng tôi cũng đã thử kết nối một nồi hơi 500 watt, sau một phút vặn nước trong ly trở nên nóng. Đây là những thử nghiệm mà máy phát điện được chế tạo từ động cơ không đồng bộ đã vượt qua.
Sau đó, một giá đỡ có trục quay được hàn để máy phát điện gắn máy phát điện và đuôi. Thiết kế được thực hiện theo sơ đồ trong đó đầu gió được di chuyển ra khỏi gió bằng cách gấp đuôi, do đó máy phát điện được dịch chuyển khỏi tâm trục và chốt phía sau là chốt đặt đuôi.
Đây là hình ảnh của máy phát điện gió đã hoàn thành. Máy phát điện gió được lắp đặt trên cột buồm cao 9 mét. Khi gió mạnh, máy phát điện tạo ra điện áp không tải lên tới 80 volt. Họ đã thử nối một máy phát điện hai kilowatt với nó, nhưng sau một thời gian, máy phát điện trở nên ấm lên, điều đó có nghĩa là máy phát điện gió vẫn còn chút điện.
Sau đó, một bộ điều khiển cho máy phát điện gió được lắp ráp và pin được kết nối qua đó để sạc. Dòng sạc khá tốt, pin nhanh chóng bắt đầu phát ra tiếng ồn, như thể đang được sạc từ bộ sạc.
Dữ liệu trên sơ đồ nối dây của động cơ điện cho biết 220/380 volt 6,2/3,6 A. Điều này có nghĩa là điện trở của máy phát điện là 35,4 Ohm delta/105,5 Ohm star. Nếu anh ta sạc pin 12 volt theo sơ đồ nối các pha của máy phát điện theo hình tam giác thì rất có thể là 80-12/35,4 = 1,9A. Hóa ra với sức gió 8-9 m/s, dòng sạc xấp xỉ 1,9 A, tức là chỉ 23 watt/giờ, không nhiều, nhưng có lẽ tôi đã nhầm ở đâu đó.
Tổn thất lớn như vậy là do điện trở của máy phát cao nên stato thường được quấn lại bằng dây dày hơn để giảm điện trở của máy phát, ảnh hưởng đến cường độ dòng điện, điện trở của cuộn dây máy phát càng cao thì điện trở càng thấp. cường độ dòng điện và điện áp càng cao.