مولد مغناطيس دائم من محرك كهربائي غير متزامن. كيفية صنع مولد من محرك غير متزامن بيديك

تتطلب هذه المهمة عددًا من عمليات التلاعب التي يجب أن تكون مصحوبة بفهم واضح لمبادئ وطرق تشغيل هذه المعدات.

ما هذا وكيف يعمل

المحرك الكهربائي من النوع غير المتزامن هو آلة يتم فيها تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية وحرارية. أصبح هذا التحول ممكنا بفضل هذه الظاهرة الحث الكهرومغناطيسي، والذي يحدث بين اللفات الجزء الثابت والدوار. من مميزات المحركات غير المتزامنة حقيقة أن سرعة هذين العنصرين الرئيسيين مختلفة.

يمكن رؤية ميزات التصميم للمحرك الكهربائي النموذجي في الرسم التوضيحي. كل من الجزء الثابت والدوار متحدان المحور قسم مستديريتم تصنيع الأشياء من خلال جمع عدد كافٍ من الألواح الفولاذية الخاصة. تحتوي صفائح الجزء الثابت على أخاديد في داخل الحلقة، وعند دمجها، تشكل أخاديد طولية يتم فيها لف سلك النحاس. بالنسبة للدوار، تلعب قضبان الألومنيوم دورها، ويتم إدخالها أيضًا في أخاديد القلب، ولكنها مغلقة على كلا الجانبين بألواح قفل.

عندما يتم تطبيق الجهد على اللفات الجزء الثابت، ينشأ مجال كهرومغناطيسي ويبدأ بالتناوب عليها. نظرًا لأن سرعة الدوار أقل بشكل واضح، يتم تحفيز EMF بين اللفات ويبدأ العمود المركزي في التحرك. لا يرتبط التردد غير المتزامن فقط بـ الأسس النظريةالعملية، ولكن أيضًا مع الاحتكاك الفعلي لمحامل دعم العمود، فإنها ستبطئها إلى حد ما بالنسبة إلى مجال الجزء الثابت.

ما هو المولد الكهربائي؟

المولد عبارة عن آلة كهربائية تقوم بتحويل الميكانيكية و طاقة حراريةإلى الكهربائية. ومن وجهة النظر هذه، فهو جهاز يتعارض مباشرة من حيث مبدأ التشغيل وطريقة التشغيل مع المحرك غير المتزامن. علاوة على ذلك، فإن النوع الأكثر شيوعًا من مولدات الطاقة هو الحث.

كما نتذكر من النظرية الموصوفة أعلاه، يصبح هذا ممكنا فقط مع وجود اختلاف في دوران المجالات المغناطيسية للجزء الثابت والدوار. يتبع هذا استنتاجًا منطقيًا واحدًا (مع الأخذ في الاعتبار أيضًا مبدأ الرجوع المذكور في بداية المقالة) - من الممكن نظريًا إنشاء مولد من مولد غير متزامن، بالإضافة إلى أن هذه مهمة يمكن حلها بشكل مستقل عن طريق اللف.

تشغيل المحرك في وضع المولد

أي مولد كهربائي غير متزامنيستخدم كنوع من المحولات، حيث يتم تحويل الطاقة الميكانيكية الناتجة عن دوران عمود المحرك إلى تيار متردد. يصبح هذا ممكنًا عندما تصبح سرعته أعلى من السرعة المتزامنة (حوالي 1500 دورة في الدقيقة). المخطط الكلاسيكييمكن بسهولة تجميع التعديلات وتوصيل المحرك في وضع المولد الكهربائي مع توليد تيار ثلاثي الطور بيديك:

لتوفير فواتير الكهرباء، يوصي قراؤنا بصندوق توفير الكهرباء. ستكون الدفعات الشهرية أقل بنسبة 30-50% عما كانت عليه قبل استخدام المدخر. يقوم بإزالة المكون التفاعلي من الشبكة، ونتيجة لذلك يتم تقليل الحمل، ونتيجة لذلك، يتم تقليل الاستهلاك الحالي. تستهلك الأجهزة الكهربائية كمية أقل من الكهرباء، مما يقلل من تكلفة دفعها.

لتحقيق مثل هذه السرعة البداية، من الضروري تطبيق عزم دوران كبير إلى حد ما (على سبيل المثال، عن طريق توصيل محرك الاحتراق الداخلي في مولد الغاز أو المكره في طاحونة الهواء). بمجرد أن تصل سرعة الدوران إلى القيمة المتزامنة، يبدأ بنك المكثف في العمل، مما يؤدي إلى إنشاء تيار سعوي. نتيجة لهذا، يتم إثارة ملفات الجزء الثابت ذاتيًا ويتم توليد تيار كهربائي (وضع التوليد).

الشرط الضروري للتشغيل المستقر لمثل هذا المولد الكهربائي بتردد شبكة صناعية يبلغ 50 هرتز هو الامتثال لخصائص التردد:

1. يجب أن تتجاوز سرعة دورانها السرعة غير المتزامنة (تردد المحرك نفسه) بنسبة الانزلاق (من 2 إلى 10٪)؛
2. يجب أن تتطابق قيمة سرعة المولد مع السرعة المتزامنة.

كيفية تجميع مولد غير متزامن بنفسك؟

من خلال المعرفة المكتسبة والبراعة والقدرة على العمل مع المعلومات، يمكنك تجميع / إعادة إنشاء مولد عملي من المحرك بيديك. للقيام بذلك، تحتاج إلى تنفيذ الخطوات الدقيقة للتسلسل التالي:

1. يتم حساب السرعة الحقيقية (غير المتزامنة) للمحرك، والذي من المقرر استخدامه كمولد كهربائي. يمكن استخدام تاكوغراف لتحديد الثورات على وحدة متصلة؛
2. يتم تحديد التردد المتزامن للمحرك، والذي سيكون أيضًا غير متزامن للمولد. وهذا يأخذ في الاعتبار مقدار الانزلاق (2-10٪). لنفترض أن القياسات أظهرت سرعة دوران قدرها 1450 دورة في الدقيقة. التردد المطلوب للمولد سيكون:

n GEN = (1.02…1.1) n DV = (1.02…1.1) 1450 = 1479…1595 دورة في الدقيقة؛

1. اختيار مكثف بالسعة المطلوبة (قياسي جداول المقارنةبيانات).

يمكنك وضع حد لذلك، ولكن إذا كان هناك حاجة إلى جهد شبكة أحادي الطور يبلغ 220 فولت، فإن وضع تشغيل هذا الجهاز سيتطلب إدخال محول تنحي في الدائرة المحددة مسبقًا.

أنواع المولدات على أساس المحركات

إن شراء مولد كهربائي جاهز بدوام كامل ليس بأي حال من الأحوال متعة رخيصة ولا يمكن تحمله بالنسبة للأغلبية العملية من مواطنينا. يمكن أن يكون المولد محلي الصنع بمثابة بديل ممتاز، ويمكن تجميعه بالمعرفة الكافية في مجال الهندسة الكهربائية والسباكة. يمكن استخدام الجهاز المجمع بنجاح على النحو التالي:

1. مولد كهربائي يعمل بالطاقة الذاتية. يمكن للمستخدم الحصول على جهاز لتوليد الكهرباء بيديه فترة طويلةالإجراءات بسبب التغذية الذاتية.
2. مولد الرياح. تُستخدم توربينة الرياح كجهاز الدفع الضروري لبدء تشغيل المحرك، الذي يدور تحت تأثير الرياح؛
3. مولد على مغناطيس النيوديميوم.
4. مولد بنزين ثلاثي الطور؛
5. على مرحلة واحدة مولد طاقة منخفضعلى محركات الأجهزة الكهربائية وغيرها.

يعد تحويل المحرك القياسي إلى جهاز توليد عامل بنفسك نشاطًا مثيرًا وموفرًا للميزانية بشكل واضح. بهذه الطريقة، يمكنك إعادة صنع طاحونة هوائية تقليدية عن طريق توصيلها بمحرك لتوليد الطاقة بشكل مستقل.

ليس من الضروري شراء مولد رياح بقدرة تصل إلى 1 كيلووات بيديك معدات خاصة. هذه المهمةمن السهل حلها باستخدام المحرك التعريفي المتوفر. علاوة على ذلك، فإن القوة المحددة ستكون كافية لتهيئة الظروف لتشغيل الفرد الأجهزة المنزليةوالاتصال إضاءة الشوارعفي حديقة الكوخ.

إذا قمت بإنشاء طاحونة هوائية بيديك، فسيكون لديك مصدر مجاني للطاقة يمكنك استخدامه حسب تقديرك. أي سيد المنزلقادرة على تصنيع مولد الرياح بشكل مستقل يعتمد على محرك غير متزامن.

مما يتكون المولد؟

توفر مجموعة المولدات التي ستقوم بتوليد الكهرباء العناصر الرئيسية التالية:

مبدأ التشغيل

تشغيل طواحين الهواء محلية الصنع يتم تنفيذها عن طريق القياس مع توربينات الرياحالتي تستخدم في الصناعة. الهدف الرئيسي هو توليد جهد متناوب، حيث يتم تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية. تدفع الرياح عجلة الرياح من النوع الدوار، ونتيجة لذلك تتدفق الطاقة الناتجة منها إلى المولد. وعادة ما يلعب دور الأخير محرك غير متزامن.

نتيجة لإنشاء المولد الحالي، يدخل الأخير البطارية، وهي مجهزة بوحدة نمطية ووحدة تحكم بالشحن. ومن هناك، يتم إرساله إلى عاكس جهد التيار المستمر، والذي مصدره التيار الكهربائي. نتيجة ل تمكن من خلق الجهدوالتي خصائصها مناسبة للاستخدام المنزلي (220 فولت 50 هرتز).

يتم استخدام وحدة التحكم لتحويل جهد التيار المتردد إلى تيار مستمر. وبمساعدتها يتم شحن البطاريات. في بعض الحالات، تكون العاكسات قادرة على أداء وظائف مصدر الطاقة غير المنقطع. بمعنى آخر، في حالة وجود مشاكل في مصدر الطاقة، يمكن استخدامها كمصدر للطاقة الأجهزة المنزليةالبطاريات أو المولدات.

المواد والأدوات

لصنع مولد الرياح يكفي أن يكون لديك محرك غير متزامن، والذي سيتعين إعادة بنائه. في الوقت نفسه، سيتعين عليك تخزين عدد من المواد:

خصائص وتركيب المولد

يتميز المولد بالخصائص التالية:

ميزات التركيب

في أغلب الأحيان، يتم تنفيذ تركيب المولد بأيديهم باستخدام عجلة رياح ثلاثية الشفرات يصل قطرها إلى حوالي 2 متر، ولا يؤدي قرار زيادة عدد الشفرات أو طولها إلى تحسين الأداء. بغض النظر عن الخيار المختار فيما يتعلق بتكوين وأبعاد وشكل الشفرات، يجب إجراء الحسابات الأولية أولاً.

خلال التثبيت الذاتيتحتاج إلى الانتباه إلى معلمة مثل حالة تربة الموقع حيث سيتم وضع علامات الدعم والتمدد. يتم تركيب الصاري عن طريق حفر حفرة بعمق لا يزيد عن 0.5 متر، ويجب ملؤها بالملاط الخرساني.

إتصال شبكة يتم تنفيذها بترتيب محدد بدقة.: يتم توصيل البطاريات أولاً، ويتبعها مولد الرياح نفسه.

يمكن تنفيذ دوران توربينات الرياح في مستوى أفقي أو رأسي. في هذه الحالة، يتم إيقاف الاختيار عادة على مستوى عمودي، والذي يرتبط بالتصميم. يجوز استخدام طرازي Darier و Savonius كدوارات.

يجب استخدام حشوات الختم أو الغطاء في تصميم التثبيت. بفضل هذا الحل، لن تضر الرطوبة بالمولد.

لوضع الصاري والدعم يجب أن يتم تحديده مساحة مفتوحة. الارتفاع المناسب للصاري هو 15 م. الصواري هي الأكثر استخداماالذي لا يتجاوز ارتفاعه 5-7 م.

من الأمثل أن يقوم مولد الرياح المصنوع ذاتيًا بالوظائف مصدر النسخ الاحتياطيتَغذِيَة.

هذه المنشآت لها قيود على استخدامها، حيث أن تشغيلها ممكن فقط في المناطق التي تصل فيها سرعة الرياح إلى حوالي 7-8 م/ث.

قبل أن تبدأ في إنشاء طاحونة هوائية بيديك، قم بالأداء حسابات دقيقة. في بعض الحالات، توجد صعوبات في معالجة عقد المحرك التعريفي؛

لا يمكن إنشاء طاحونة هوائية بدون وحدات كهربائية، بالإضافة إلى سلسلة من التجارب.

كيف تصنع مولدًا غير متزامن بيديك؟

على الرغم من ذلك، دائما يمكنك شراء مولد غير متزامن جاهز، يمكنك الذهاب في الاتجاه الآخر وتوفير المال عن طريق صنعه بنفسك. لن تنشأ صعوبات هنا. الشيء الوحيد الذي عليك فعله هو إعداد الأدوات اللازمة.

1. واحدة من ميزات المولد هي ذلك يجب أن تدور بشكل أسرعمن المحرك. ويمكن تحقيق ذلك بالطريقة التالية. بعد البدء، تحتاج إلى معرفة سرعة دوران المحرك. في حل هذه المشكلة، سيساعدنا مولد سرعة الدوران أو مقياس سرعة الدوران
2. بعد تحديد المعلمة أعلاه، يجب إضافة 10٪ إلى القيمة. إذا كان عزم الدوران، على سبيل المثال، 1200 دورة في الدقيقة، فسيكون للمولد 1320 دورة في الدقيقة.
3. لإنشاء مولد كهربائي يعتمد على المحرك التعريفي، عليك أن تجد حاوية مناسبةللمكثفات. علاوة على ذلك، ينبغي أن نتذكر أن كل شيء يجب ألا تختلف المكثفات في مراحلهامن بعضهما البعض.
4. يوصى باستخدام حاوية متوسطة الحجم. إذا اتضح أنها كبيرة جدًا، فسيؤدي ذلك إلى تسخين المحرك غير المتزامن.
5. للتجميع ينبغي استخدام المكثفاتوالتي يمكن أن تضمن سرعة الدوران المطلوبة. يجب أن يؤخذ تركيبها على محمل الجد. يوصى بحمايتهم باستخدام مواد عازلة خاصة.

هذه هي جميع العمليات التي يجب إجراؤها عند ترتيب مولد يعتمد على المحرك. ثم يمكنك المتابعة إلى تثبيته. يرجى ملاحظة أنه عند استخدام جهاز مجهز الدوار قفص السنجاب، سوف تحصل على تيار عالي الجهد. لهذا السبب، من أجل تحقيق قيمة 220 فولت، سوف تحتاج إلى محول تنحي.

إن طاقة التيار الكهربائي التي تدخل داخل المحرك غير المتزامن تتحول بسهولة إلى طاقة حركة عند الخروج منه. ولكن ماذا لو كان التحول العكسي مطلوبًا؟ في هذه الحالة، يمكنك بناء مولد محلي الصنع من محرك غير متزامن. فقط ستعمل في وضع مختلف: بسبب العمل الميكانيكي، سيتم توليد الكهرباء. حل مثالي- التحول إلى مولد للرياح - مصدر للطاقة المجانية.

لقد ثبت تجريبيا أن المجال المغناطيسي ينشأ عن طريق مجال كهربائي متناوب. هذا هو أساس مبدأ تشغيل المحرك غير المتزامن، والذي يتضمن تصميمه ما يلي:

• الجسد هو ما نراه من الخارج.
• الجزء الثابت هو الجزء الثابت من المحرك الكهربائي.
• الدوار هو العنصر الذي يتم تحريكه.

في الجزء الثابت، العنصر الرئيسي هو اللف، الذي يتم تزويده بالجهد المتناوب (مبدأ التشغيل ليس قيد التشغيل مغناطيس دائم، ولكن في مجال مغناطيسي متضرر من تيار كهربائي متناوب). دور الدوار عبارة عن أسطوانة بها أخاديد يتم وضع اللف فيها. لكن التيار المتدفق إليه له اتجاه معاكس. والنتيجة هي متغيرين المجالات الكهربائية. يقوم كل منهم بإنشاء مجال مغناطيسي يبدأ بالتفاعل مع بعضهم البعض. لكن بنية الجزء الثابت تجعله غير قادر على الحركة. ولذلك، فإن نتيجة تفاعل المجالين المغناطيسيين هي دوران الجزء المتحرك.

تصميم ومبدأ تشغيل المولد الكهربائي

تؤكد التجارب أيضًا أن المجال المغناطيسي يخلق متغيرًا الحقل الكهربائي. يوجد أدناه رسم تخطيطي يوضح بوضوح مبدأ المولد.

إذا تم وضع إطار معدني وتدويره في مجال مغناطيسي، فإن التدفق المغناطيسي الذي يخترقه سيبدأ في التغير. سيؤدي ذلك إلى تكوين تيار تحريضي داخل الحلقة. إذا قمت بتوصيل الأطراف بالمستهلك الحالي، على سبيل المثال، بمصباح كهربائي، فيمكنك ملاحظة توهجه. يشير هذا إلى أن الطاقة الميكانيكية تنفق على تدوير الإطار إلى الداخل حقل مغناطيسي، تطور إلى طاقة كهربائيةمما ساعد على إضاءة المصباح.

من الناحية الهيكلية، يتكون المولد الكهربائي من نفس أجزاء المحرك الكهربائي: السكن، والجزء الثابت، والدوار. الفرق يكمن فقط في مبدأ العمل. يتم تشغيل الجزء غير الدوار بواسطة المجال المغناطيسي الناتج عن الكهرباء في ملف الجزء الثابت. ويظهر كهرباءفي لف الجزء الثابت بسبب التغير في التدفق المغناطيسي الذي يخترقه بسبب الدوران القسري للدوار.

من المحرك الكهربائي إلى المولد الكهربائي

حياة الإنسان اليوم لا يمكن تصورها بدون كهرباء. ولذلك يتم بناء محطات توليد الكهرباء في كل مكان والتي تحول طاقة الماء والرياح والنواة الذرية إلى طاقة كهربائية. لقد أصبحت عالمية لأنها يمكن أن تتحول إلى طاقة الحركة والحرارة والضوء. وكان هذا هو السبب وراء التوزيع الشامل للمحركات الكهربائية. المولدات الكهربائية أقل شعبية لأن الدولة تزود الكهرباء مركزيا. ولكن لا يزال يحدث أحيانًا عدم وجود كهرباء ولا يوجد مكان يمكن الحصول عليها منه. في هذه الحالة، سوف يساعدك المولد من محرك غير متزامن.

لقد قلنا بالفعل أعلاه أن المولد والمحرك متشابهان من الناحية الهيكلية. وهذا يثير السؤال: هل من الممكن استخدام هذه المعجزة التكنولوجية كمصدر للطاقة الميكانيكية والكهربائية؟ اتضح أنك تستطيع ذلك. وسنخبرك بكيفية تحويل المحرك إلى مصدر طاقة بيديك.

معنى إعادة العمل

إذا كنت بحاجة إلى مولد كهربائي، فلماذا تصنعه من محرك إذا كان بإمكانك شراء معدات جديدة؟ ومع ذلك، فإن الهندسة الكهربائية عالية الجودة ليست متعة رخيصة. وإذا كان لديك محرك غير مستخدم حاليًا، فلماذا لا تضعه في حالة جيدة؟ من خلال التلاعبات البسيطة و الحد الأدنى من التكلفةسوف تحصل على مصدر تيار ممتاز يمكنه تشغيل الأجهزة ذات الحمل المقاوم. وتشمل هذه الهندسة الحاسوبية والإلكترونية والراديو والمصابيح العادية والسخانات ومحولات اللحام.

لكن الادخار ليس هو الفائدة الوحيدة. مزايا مولد التيار الكهربائي المبني من محرك كهربائي غير متزامن:

• التصميم أبسط من تصميم النظير المتزامن.
• أقصى قدر من الحماية للدواخل من الرطوبة والغبار.
• مقاومة عالية للأحمال الزائدة والدوائر القصيرة.
• الغياب شبه الكامل للتشويه غير الخطي؛
• عامل واضح (قيمة تعبر عن الدوران غير المتساوي للدوار) لا يزيد عن 2%؛
• اللفات ثابتة أثناء التشغيل، لذلك لا تبلى لفترة طويلة، مما يزيد من عمر الخدمة؛
• يبلغ جهد الكهرباء المولدة على الفور 220 فولت أو 380 فولت، اعتمادًا على المحرك الذي تقرر إعادة تصنيعه: أحادي الطور أو ثلاثي الطور. وهذا يعني أنه يمكن توصيل المستهلكين الحاليين مباشرة بالمولد، بدون محولات.

حتى لو لم يتمكن المولد من تلبية احتياجاتك بشكل كامل، فيمكن استخدامه مع مصدر طاقة مركزي. في هذه الحالة، نتحدث مرة أخرى عن المدخرات: سيتعين عليك دفع أقل. وسيتم التعبير عن الفائدة بالفرق الذي يتم الحصول عليه عن طريق طرح الكهرباء المولدة من كمية الكهرباء المستهلكة.

ما هو المطلوب لإعادة البناء؟

لإنشاء مولد من محرك غير متزامن بيديك، يجب عليك أولاً أن تفهم ما الذي يمنع تحويل الطاقة الكهربائية من الطاقة الميكانيكية. تذكر أنه لتكوين تيار تحريضي، من الضروري وجود مجال مغناطيسي يتغير مع مرور الوقت. عندما تعمل المعدات في وضع المحرك، يتم إنشاؤها في الجزء الثابت وفي الدوار بسبب طاقة التيار الكهربائي. إذا قمت بنقل المعدات إلى وضع المولد، فسيظهر أنه لا يوجد مجال مغناطيسي على الإطلاق. من أين يمكن أن يأتي؟

بعد تشغيل المعدات في وضع المحرك، يحتفظ الدوار بالمغنطة المتبقية. هي التي تسبب التناوب القسري التيار التعريفيفي الجزء الثابت. ومن أجل الحفاظ على المجال المغناطيسي، سيكون من الضروري تركيب المكثفات التي لها تيار سعوي. هو الذي سيحافظ على المغنطة بسبب الإثارة الذاتية.

مع مسألة من أين أتى المجال المغناطيسي الأصلي، اكتشفنا ذلك. ولكن كيف يمكن ضبط الدوار على الحركة؟ بالطبع، إذا قمت بتدويرها بيديك، فسيكون من الممكن تشغيل مصباح كهربائي صغير. لكن النتيجة من غير المرجح أن ترضيك. الحل الأمثل هو تحويل المحرك إلى مولد رياح، أو طاحونة هوائية.

وهذا هو اسم الجهاز الذي يقوم بالتحويل الطاقة الحركيةالرياح إلى الميكانيكية ومن ثم إلى الكهربائية. تم تجهيز مولدات الرياح بشفرات يتم تشغيلها عندما تلتقي بالرياح. يمكنهم الدوران عموديًا وأفقيًا.

من النظرية إلى الممارسة

سنقوم ببناء مولد الرياح من المحرك بأيدينا. لسهولة الفهم، يتم إرفاق المخططات ومقاطع الفيديو بالتعليمات. سوف تحتاج:

• جهاز لنقل طاقة الرياح إلى الدوار.
• المكثفات لكل لف الجزء الثابت.

من الصعب صياغة قاعدة يمكنك بموجبها التقاط جهاز لالتقاط الريح في المرة الأولى. هنا تحتاج إلى الاسترشاد بحقيقة أنه عندما تعمل المعدات في وضع المولد، يجب أن تكون سرعة الدوار أعلى بنسبة 10٪ منها عند التشغيل كمحرك. من الضروري أن نأخذ في الاعتبار ليس التردد الاسمي ، بل الخمول. مثال: التردد الاسمي هو 1000 دورة في الدقيقة، وفي وضع الخمول هو 1400. ثم، لتوليد التيار، تحتاج إلى تردد يساوي حوالي 1540 دورة في الدقيقة.

يتم اختيار المكثفات حسب السعة وفقًا للصيغة:

C هي السعة المطلوبة. Q هي سرعة الدوار بالدورة في الدقيقة. ف - الرقم "باي" يساوي 3.14. و - تردد الطور (قيمة ثابتة لروسيا تساوي 50 هرتز). U - الجهد في الشبكة (220 إذا كان مرحلة واحدة، و 380 إذا كانت ثلاثة).

مثال للحساب : يدور الدوار ثلاثي الطور بسرعة 2500 دورة في الدقيقة. ثمج \u003d 2500 / (2 * 3.14 * 50 * 380 * 380) \u003d 56 فائق التوهج.

انتباه!لا تقم بتحديد سعة أكبر من القيمة المحسوبة. خلاف ذلك، ستكون المقاومة النشطة عالية، الأمر الذي سيؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المولد. يمكن أن يحدث هذا أيضًا عند بدء تشغيل الجهاز بدون تحميل. في هذه الحالة، سيكون من المفيد تقليل سعة المكثف. لتسهيل القيام بذلك بنفسك، ضع الحاوية ليس في قطعة واحدة، ولكن في فريق. على سبيل المثال، يمكن أن يتكون 60 فائق التوهج من 6 قطع من 10 فائق التوهج متصلة بالتوازي مع بعضها البعض.

كيفية الاتصال؟

فكر في كيفية صنع مولد من محرك غير متزامن، باستخدام مثال محرك ثلاثي الطور:

1. قم بتوصيل العمود بجهاز يقوم بتشغيل الدوار بسبب طاقة الرياح؛
2. قم بتوصيل المكثفات وفقًا لمخطط المثلث الذي ترتبط رؤوسه بأطراف النجم أو رؤوس مثلث الجزء الثابت (حسب نوع اتصال اللفات) ؛
3. إذا كان الخرج يتطلب جهدًا 220 فولت، قم بتوصيل ملفات الجزء الثابت في مثلث (نهاية الملف الأول - مع بداية الثاني، نهاية الثاني - مع بداية الثالث، نهاية الثالث - مع بداية الأول)؛
4. إذا كنت بحاجة إلى تشغيل الأجهزة من 380 فولت، فإن الدائرة النجمية مناسبة لتوصيل اللفات الثابتة. للقيام بذلك، قم بتوصيل بداية جميع اللفات معًا، وتوصيل الأطراف بالحاويات المناسبة.

إرشادات خطوة بخطوة حول كيفية إنشاء مولد رياح منخفض الطاقة أحادي الطور بيديك:

1. أخرجه من القديم غسالةمحرك كهربائي؛
2. تحديد ملف العمل وتوصيل مكثف بالتوازي معه ؛
3. توفير دوران الدوار بسبب طاقة الرياح.

سوف تحصل على طاحونة هوائية، كما في الفيديو، وسوف تعطي 220 فولت.

للأجهزة الكهربائية التي تعمل بالطاقة التيار المباشر، سوف تكون هناك حاجة إلى مقوم إضافي. وإذا كنت مهتما بمراقبة معلمات مصدر الطاقة، فقم بتثبيت مقياس التيار الكهربائي ومقياس الفولتميتر عند الإخراج.

نصيحة!قد تتوقف مولدات الرياح في بعض الأحيان بسبب عدم وجود رياح ثابتة عن العمل أو لا تعمل بكامل قوتها. لذلك، من الملائم تنظيم محطة توليد الكهرباء الخاصة بك. للقيام بذلك، يتم توصيل طاحونة الهواء بالبطارية أثناء الطقس العاصف. يمكن استخدام الكهرباء المتراكمة أثناء الهدوء.

المولد غير المتزامن (الحثي) هو منتج كهربائي يعمل بالتيار المتردد ولديه القدرة على إعادة إنتاج الطاقة الكهربائية. السمة المميزةهي سرعة الدوار العالية.

هذه المعلمة أعلى بكثير من النظير المتزامن. يعتمد تشغيل الآلة غير المتزامنة على قدرتها على تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. الجهد المسموح به - 220 فولت أو 380 فولت.

مجالات الاستخدام

اليوم، نطاق الأجهزة غير المتزامنة واسع جدًا. قد سبق استخدامها:

• في صناعة النقل (نظام الكبح)؛
• في العمل الزراعي (المجاميع التي لا تتطلب تعويض السلطة)؛
• في الحياة اليومية (محركات محطات توليد الطاقة المائية أو طاقة الرياح المستقلة)؛
• لأعمال اللحام
• لضمان إمداد الطاقة دون انقطاع لأهم المعدات، مثل الثلاجات الطبية.

من الناحية النظرية، من المقبول تمامًا تحويل محرك غير متزامن إلى مولد من النوع غير المتزامن. للقيام بذلك، تحتاج إلى:

• أن يكون لديك فهم واضح للتيار الكهربائي؛
• دراسة فيزياء الحصول على الكهرباء من الطاقة الميكانيكية بعناية؛
• توفير الظروف اللازمة لحدوث التيار في لف الجزء الثابت.

تفاصيل الجهاز ومبدأ التشغيل

العناصر الرئيسية لجهاز المولدات غير المتزامنة هي الدوار والجزء الثابت. الدوار عبارة عن جزء قصير الدائرة، أثناء دورانه يتم إنشاء قوة دافعة كهربائية. يستخدم الألومنيوم لصنع الأسطح الموصلة. تم تجهيز الجزء الثابت بملف ثلاثي الطور أو أحادي الطور مرتبة على شكل نجمة.

كما هو موضح في صورة المولد غير المتزامن، فإن المكونات الأخرى هي:

• دخول الكابل (يتم إخراج التيار الكهربائي من خلاله) ؛
• مستشعر درجة الحرارة (مطلوب لتتبع تسخين الملف) ؛
• الشفاه (الموعد - أكثر من اتصال ضيقعناصر)؛
• حلقات الانزلاق (غير متصلة ببعضها البعض)؛
• فرش التنظيم (تعمل على مقاومة متغيرة تسمح لك بضبط مقاومة الدوار) ؛
• جهاز قصر الدائرة (يستخدم إذا كان من الضروري إيقاف المقاومة المتغيرة بالقوة).

يعتمد مبدأ تشغيل المولدات غير المتزامنة على تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. تؤدي حركة ريش الدوار إلى ظهور تيار كهربائي على سطحه.

ونتيجة لذلك، يتم تشكيل مجال مغناطيسي، مما يؤدي إلى جهد أحادي وثلاثي الطور على الجزء الثابت. من الممكن تنظيم الطاقة المولدة عن طريق تغيير الحمل على اللفات الثابتة.

مميزات الدائرة

دائرة المولد من المحرك التعريفي بسيطة للغاية. أنها لا تتطلب مهارات خاصة. عندما تبدأ التطوير دون الاتصال بالتيار الكهربائي، سيبدأ التدوير. بعد الوصول إلى التردد المناسب، سيبدأ ملف الجزء الثابت في توليد التيار.

إذا قمت بتثبيت بطارية منفصلة من عدة مكثفات، فإن نتيجة هذا التلاعب ستكون تيارًا سعويًا رائدًا.

تتأثر معلمات الطاقة المولدة تحديدالمولد وقدرة المكثفات المستخدمة.

أنواع المحركات غير المتزامنة

من المعتاد التمييز بين الأنواع التالية من المولدات غير المتزامنة:

مع الدوار قفص السنجاب. يتكون الجهاز من هذا النوع من عضو ثابت ودوار دوار. النوى من الفولاذ. يتم وضع سلك معزول في أخاديد قلب الجزء الثابت. يتم تثبيت ملف قضيب في أخاديد قلب الدوار. يتم إغلاق لف الدوار بواسطة حلقات وصلة خاصة.

مع الدوار المرحلة. مثل هذا المنتج له تكلفة عالية إلى حد ما. يتطلب خدمة متخصصة. التصميم مشابه لتصميم المولد ذو الدوار القفص السنجابي. الفرق يكمن في استخدام الأسلاك المعزولة كاللفات.

يتم ربط نهايات اللف بحلقات خاصة موضوعة على العمود. تمر الفرش من خلالها، وتربط السلك بالمقاومة. المولد من النوع غير المتزامن مع دوار الطور أقل موثوقية.

تحويل المحرك إلى مولد

كما ذكرنا سابقًا، يجوز استخدام المحرك التعريفي كمولد. النظر في فئة رئيسية صغيرة.

سوف تحتاج إلى محرك من الغسالة التقليدية.

• دعونا نجعل سمك اللب أصغر ونصنع بعض الثقوب غير القابلة للاختراق.
• لقد قطعنا شريطًا من صفائح الفولاذ بحجم يساوي حجم الدوار.
• دعونا نهتم بتركيب مغناطيس النيوديميوم (8 قطع على الأقل). نصلحها بالغراء.
• نغلق الدوار بورقة من الورق السميك ونصلح الحواف بشريط لاصق.
• سنقوم بتغطية نهاية الجزء الدوار بتركيبة مصطكي من أجل الختم.
• املأ المساحة الحرة بين المغناطيس بالراتنج.
• بعد أن يصلب الايبوكسي، قم بإزالة طبقة الورق.
• رمل الدوار بورق الصنفرة.
• باستخدام سلكين، نقوم بتوصيل الجهاز بملف العمل، وإزالة الموصلات غير الضرورية.
• إذا رغبت في ذلك، استبدل المحامل.

نقوم بتثبيت المقوم وتركيب وحدة التحكم في الشحن. مولدنا افعل ذلك بنفسك من محرك غير متزامن جاهز!

أكثر تعليمات مفصلةيمكن العثور على كيفية إنشاء مولد نوع غير متزامن عبر الإنترنت.

• حماية المولد من الأضرار الميكانيكية وهطول الأمطار.
• اصنع حافظة حماية خاصة للآلة المجمعة.
• تذكر أن تراقب معلمات المولد بانتظام.
• تذكر أن تقوم بتأريض الوحدة.
• تجنب ارتفاع درجة الحرارة.

صور للمولدات غير المتزامنة

(AG) هي الآلة الكهربائية ذات التيار المتردد الأكثر شيوعًا، وتستخدم بشكل أساسي كمحرك.
فقط AGs ذات الجهد المنخفض (ما يصل إلى 500 فولت) بقدرة تتراوح من 0.12 إلى 400 كيلووات تستهلك أكثر من 40٪ من إجمالي الكهرباء المولدة في العالم، ويبلغ إنتاجها السنوي مئات الملايين، مما يغطي الاحتياجات الأكثر تنوعًا للصناعة. والإنتاج الزراعي وأنظمة السفن والطيران والنقل وأنظمة الأتمتة والمعدات العسكرية والخاصة.

تتميز هذه المحركات بتصميم بسيط نسبيًا وموثوقة جدًا في التشغيل ولها أداء طاقة عالي بما فيه الكفاية وتكلفة منخفضة. وهذا هو السبب في أن نطاق استخدام المحركات غير المتزامنة يتوسع باستمرار في مجالات التكنولوجيا الجديدة وبدلاً من الآلات الكهربائية الأكثر تعقيدًا ذات التصميمات المختلفة.

على سبيل المثال، اهتمام كبير ب السنوات الاخيرةالأسباب تطبيق المحركات غير المتزامنة في وضع المولدلتوفير الطاقة لكل من المستهلكين الحاليين على ثلاث مراحل والمستهلكين الحاليين المباشرين من خلال أجهزة المعدل. في الأنظمة تحكم تلقائى، في محرك المؤازرة، في أجهزة الحوسبة، تُستخدم مولدات السرعة غير المتزامنة ذات الدوار القفص السنجابي على نطاق واسع لتحويل السرعة الزاوية إلى إشارة كهربائية.

تطبيق وضع المولد غير المتزامن

في ظل ظروف تشغيل معينة لمصادر الطاقة المستقلة، يمكن استخدام وضع المولد غير المتزامنهو المفضل أو حتى الوحيد حل ممكن، على سبيل المثال، في محطات توليد الطاقة المتنقلة عالية السرعة المزودة بمحرك توربيني غازي بدون تروس بسرعة دوران n = (9 ... 15) 10 3 دورة في الدقيقة. تصف الورقة AG بدوار مغناطيسي ضخم بقدرة 1500 كيلووات عند n = = 12000 دورة في الدقيقة، مصمم لمجمع اللحام المستقل "Sever". في هذه الحالة، الدوار الضخم مع الأخاديد الطوليةلا يحتوي القسم المستطيل على اللفات وهو مصنوع من الفولاذ الصلب، مما يجعل من الممكن التعبير مباشرة عن دوار المحرك في وضع المولد مع محرك توربيني غازي بسرعات محيطية على سطح الدوار تصل إلى 400 م / ث. لدوار ذو قلب مصفح ودائرة كهربائية قصيرة مع لف قفص السنجاب، لا تتجاوز السرعة المحيطية المسموح بها 200 - 220 م / ث.

مثال آخر تطبيق فعالالمحرك غير المتزامن في وضع المولد هو استخدامه طويل الأمد في محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة مع وضع التحميل المستقر.

تتميز بسهولة التشغيل والصيانة، ويمكن تشغيلها بسهولة للتشغيل المتوازي، وشكل منحنى جهد الخرج أقرب إلى الشكل الجيبي من شكل SG عند التشغيل على نفس الحمل. بالإضافة إلى ذلك، فإن كتلة AG بقوة 5-100 كيلوواط أقل بحوالي 1.3-1.5 مرة من كتلة AG بنفس القوة، كما أنها تحمل كمية أقل من مواد اللف. في الوقت نفسه، من الناحية البناءة، فهي لا تختلف عن IMs التقليدية وإنتاجها الضخم ممكن في مصانع بناء الآلات الكهربائية التي تنتج آلات غير متزامنة.

عيوب الوضع غير المتزامن للمولد، المحرك غير المتزامن (الجحيم)

أحد عيوب AD هو أنهم مستهلكون للطاقة التفاعلية الكبيرة (50% أو أكثر من إجمالي الطاقة) اللازمة لإنشاء مجال مغناطيسي في الآلة، والذي يجب أن يأتي من التشغيل المتوازي لمحرك غير متزامن في وضع المولد مع شبكة أو من مصدر طاقة تفاعلي آخر (بنك مكثف (BC) أو معوض متزامن (SC)) أثناء التشغيل المستقل لـ AG. في الحالة الأخيرة، فإن إدراج بنك مكثف في دائرة الجزء الثابت بالتوازي مع الحمل هو الأكثر فعالية، على الرغم من أنه من حيث المبدأ يمكن تضمينه في دائرة الجزء الدوار. لتحسين الخصائص التشغيلية للوضع غير المتزامن للمولد، يمكن أيضًا تضمين المكثفات في الدائرة الثابتة على التوالي أو بالتوازي مع الحمل.

في جميع الحالات عمر البطاريةمحرك غير متزامن في وضع المولد ومصادر الطاقة التفاعلية(BC أو SC) يجب أن توفر طاقة تفاعلية لكل من AG والحمل، والذي، كقاعدة عامة، يحتوي على مكون تفاعلي (حثي) (cosφ n< 1, соsφ н > 0).

قد تتجاوز كتلة وأبعاد بنك المكثف أو المعوض المتزامن الكتلة مولد غير متزامنوفقط عند cosφ n =1 (الحمل النشط البحت) تكون أبعاد SC وكتلة BC قابلة للمقارنة مع حجم وكتلة AG.

آخر، معظم مشكلة صعبةهي مشكلة استقرار الجهد والتردد لـ AG الذي يعمل بشكل مستقل، والذي يتميز بخاصية خارجية "ناعمة".

استخدام وضع المولد غير المتزامنكجزء من نظام مستقل، تزداد هذه المشكلة تعقيدًا بسبب عدم استقرار سرعة الدوار. الطرق الممكنة والمستخدمة حاليا لتنظيم الجهد الوضع غير المتزامنمولد كهرباء.

عند تصميم AG لحسابات التحسين، من الضروري تحقيق أقصى قدر من الكفاءة في نطاق واسع من تغييرات السرعة والحمل، وكذلك تقليل التكاليف، مع مراعاة نظام التحكم والتنظيم بأكمله. يجب أن يأخذ تصميم المولدات في الاعتبار الظروف المناخية لتشغيل توربينات الرياح، والقوى الميكانيكية التي تعمل باستمرار على العناصر الهيكلية، وخاصة التأثيرات الكهروديناميكية والحرارية القوية أثناء المراحل الانتقالية التي تحدث أثناء بدء التشغيل، وانقطاع الطاقة، وفقدان التزامن، والدوائر القصيرة وغيرها، بالإضافة إلى هبوب الرياح بشكل كبير.

جهاز آلة غير متزامن، مولد غير متزامن

يظهر جهاز الآلة غير المتزامنة ذات الدوار ذو القفص السنجابي في مثال محرك سلسلة AM (الشكل 5.1).

الأجزاء الرئيسية من AD هي الجزء الثابت الثابت 10 والدوار الذي يدور بداخله، منفصلاً عن الجزء الثابت فجوة الهواء. لتقليل التيارات الدوامية، يتم تجميع قلب العضو الدوار والجزء الثابت من صفائح منفصلة مختومة من الفولاذ الكهربائي بسماكة 0.35 أو 0.5 مم. تتأكسد الأوراق (تخضع للمعالجة الحرارية)، مما يزيد من مقاومة سطحها.
تم دمج قلب الجزء الثابت في الإطار 12، وهو الجزء الخارجي من الماكينة. على السطح الداخلييحتوي القلب على أخاديد يتم فيها وضع اللف 14. غالبًا ما يتم لف الجزء الثابت على ثلاث مراحل من طبقتين من ملفات فردية مع خطوة مختصرة من سلك نحاس. يتم إخراج بدايات ونهايات مراحل اللف إلى أطراف الصندوق الطرفي ويتم تحديدها على النحو التالي:

البداية - CC2، C 3؛

ينتهي - C 4، C5، السبت.

يمكن توصيل ملف الجزء الثابت بنجمة (U) أو دلتا (D). وهذا يجعل من الممكن استخدام نفس المحرك عند جهدين خطيين مختلفين، على سبيل المثال، 127/220 فولت أو 220/380 فولت. في هذه الحالة، يتوافق اتصال U مع إدراج HELL عند مستوى أعلى الجهد االكهربى.

يتم ضغط قلب الدوار المجمع على العمود 15 بتركيب ساخن ويتم حمايته من الدوران بمفتاح. على السطح الخارجي، يحتوي قلب الدوار على أخاديد لوضع اللف 13. إن لف الدوار في IM الأكثر شيوعًا عبارة عن سلسلة من قضبان النحاس أو الألومنيوم الموجودة في الأخاديد ومغلقة عند الأطراف بحلقات. في المحركات التي تصل طاقتها إلى 100 كيلو واط وأكثر، يتم تنفيذ لف الدوار عن طريق ملء الأخاديد بالألمنيوم المنصهر تحت الضغط. في وقت واحد مع اللف، يتم صب حلقات الإغلاق جنبا إلى جنب مع جنيحات التهوية 9. في الشكل، يشبه هذا اللف "قفص السنجاب".

محرك دوار المرحلة. مولد الوضع غير المتزامنأ.

بالنسبة للمحركات غير المتزامنة الخاصة، يمكن إجراء لف الجزء المتحرك بشكل مشابه لملف الجزء الثابت. يحتوي الدوار الذي يحتوي على مثل هذا الملف، بالإضافة إلى الأجزاء المشار إليها، على ثلاث حلقات انزلاقية مثبتة على العمود، وهي مصممة لتوصيل الملف بدائرة خارجية. يُطلق على الجحيم في هذه الحالة اسم المحرك ذو دوار الطور أو مع حلقات الانزلاق.

يجمع عمود الدوار 15 جميع عناصر الدوار ويعمل على توصيل المحرك غير المتزامن بالمشغل.

تتراوح فجوة الهواء بين العضو الدوار والجزء الثابت من 0.4 - 0.6 ملم للآلات منخفضة الطاقة وتصل إلى 1.5 ملم للآلات عالية الطاقة. تعمل دروع المحمل 4 و 16 للمحرك كدعم للمحامل الدوارة. يتم تبريد المحرك غير المتزامن وفقًا لمبدأ النفخ الذاتي بواسطة مروحة 5. يتم إغلاق المحامل 2 و 3 من الخارج بأغطية 1 بها أختام متاهة. يتم تثبيت صندوق 21 مع الخيوط 20 من لف الجزء الثابت على مبيت الجزء الثابت. يتم تثبيت اللوحة 17 على الجسم، والتي يشار إليها بالبيانات الرئيسية لضغط الدم. ويبين الشكل 5.1 أيضًا: 6 - مقعد الدرع؛ 7 - الغلاف. 8 - الجسم. 18 - مخلب. 19- قناة التهوية .