مولد مغناطيسي دائم من محرك كهربائي غير متزامن. كيف تصنع مولدًا من محرك غير متزامن بيديك

تتطلب هذه المهمة عددًا من التلاعبات ، والتي يجب أن تكون مصحوبة بفهم واضح لمبادئ وأنماط تشغيل هذه المعدات.

ما هذا وكيف يعمل

المحرك الكهربائي من النوع غير المتزامن هو آلة يتم فيها تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية وحرارية. هذا التحول أصبح ممكنا من خلال الظاهرة الحث الكهرومغناطيسي، والتي تحدث بين لفات الجزء الثابت والدوار. ميزة المحركات غير المتزامنة هي حقيقة أن سرعة هذين العنصرين الرئيسيين مختلفة.

يمكن رؤية ميزات تصميم المحرك الكهربائي النموذجي في الرسم التوضيحي. كل من الجزء الثابت والدوار متحد المحور قسم مستديرتصنع الأشياء عن طريق جمع عدد كافٍ من ألواح الصلب الخاصة. تحتوي لوحات الجزء الثابت على أخاديد في داخل الحلقة ، وعند دمجها ، تشكل أخاديد طولية يتم فيها لف الأسلاك النحاسية. بالنسبة للدوار ، يتم لعب دوره بواسطة قضبان الألمنيوم ، كما يتم إدخالها في أخاديد القلب ، ولكن يتم إغلاقها على كلا الجانبين بألواح قفل.

عندما يتم تطبيق الجهد على لفات الجزء الثابت ، ينشأ مجال كهرومغناطيسي ويبدأ بالدوران عليها. نظرًا لحقيقة أن سرعة الدوار أقل بشكل واضح ، يتم إحداث EMF بين اللفات ويبدأ العمود المركزي في التحرك. لا يرتبط التردد غير المتزامن مع الأسس النظريةعملية ، ولكن أيضًا مع الاحتكاك الفعلي لمحامل دعم العمود ، فإنها ستبطئها إلى حد ما بالنسبة للحقل الثابت.

ما هو المولد الكهربائي؟

المولد هو آلة كهربائية تحول الميكانيكية و طاقة حراريةفي الكهرباء. من وجهة النظر هذه ، فهو جهاز معاكس مباشرة من حيث مبدأ التشغيل وطريقة التشغيل للمحرك غير المتزامن. علاوة على ذلك ، فإن النوع الأكثر شيوعًا من مولدات الطاقة هو الحث.

كما نتذكر من النظرية الموضحة أعلاه ، يصبح هذا ممكنًا فقط مع اختلاف في دوران المجالات المغناطيسية للجزء الثابت والدوار. يتبع أحد الاستنتاجات المنطقية من هذا (مع الأخذ في الاعتبار أيضًا مبدأ الانعكاس المذكور في بداية المقالة) - من الممكن نظريًا إنشاء مولد من مولد غير متزامن ، بالإضافة إلى أن هذه مهمة يمكن حلها بشكل مستقل عن طريق إعادة اللف.

تشغيل المحرك في وضع المولد

أي مولد كهربائي غير متزامنتستخدم كنوع من المحولات ، حيث يتم تحويل الطاقة الميكانيكية من دوران عمود المحرك إلى تيار متناوب. يصبح هذا ممكنًا عندما تصبح سرعته أعلى من متزامن (حوالي 1500 دورة في الدقيقة). المخطط الكلاسيكييمكن بسهولة تجميع تعديلات المحرك وتوصيله في وضع مولد كهربائي مع توليد تيار ثلاثي الطور:

للتوفير في فواتير الكهرباء ، يوصي قرائنا بصندوق توفير الكهرباء. ستكون الدفعات الشهرية أقل بنسبة 30-50٪ مما كانت عليه قبل استخدام التوفير. إنه يزيل المكون التفاعلي من الشبكة ، ونتيجة لذلك يتم تقليل الحمل ، ونتيجة لذلك ، يتم تقليل الاستهلاك الحالي. تستهلك الأجهزة الكهربائية كهرباء أقل ، مما يقلل من تكلفة دفعها.

لتحقيق سرعة البدء هذه ، من الضروري تطبيق عزم دوران كبير إلى حد ما (على سبيل المثال ، عن طريق توصيل محرك احتراق داخلي في مولد غاز أو دافع في طاحونة هوائية). بمجرد أن تصل سرعة الدوران إلى القيمة المتزامنة ، يبدأ بنك المكثف في العمل ، مما ينتج عنه تيار سعوي. نتيجة لذلك ، تكون لفات الجزء الثابت ذاتية الإثارة ويتم توليد تيار كهربائي (وضع التوليد).

الشرط الضروري للتشغيل المستقر لمولد كهربائي بتردد شبكة صناعية يبلغ 50 هرتز هو الامتثال لخصائص التردد الخاصة به:

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.

كيف تقوم بتجميع مولد غير متزامن بنفسك؟

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

1. يتم حساب السرعة الحقيقية (غير المتزامنة) للمحرك ، والتي من المخطط استخدامها كمولد كهربائي. يمكن استخدام تاكوغراف لتحديد الثورات على وحدة متصلة ؛
2. يتم تحديد التردد المتزامن للمحرك ، والذي سيكون أيضًا غير متزامن للمولد. يأخذ هذا في الاعتبار مقدار القسيمة (2-10٪). لنفترض أن القياسات أظهرت سرعة دوران تبلغ 1450 دورة في الدقيقة. سيكون التردد المطلوب لتشغيل المولد هو:

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

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

يمكنك وضع حد لذلك ، ولكن إذا كان جهد الشبكة أحادي الطور مطلوبًا 220 فولت ، فإن وضع تشغيل مثل 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 يكاد يكون في متناول الأغلبية العملية لمواطنينا. يمكن أن يكون المولد المنزلي بديلاً ممتازًا ، ويمكن تجميعه بمعرفة كافية في مجال الهندسة الكهربائية والسباكة. يمكن استخدام الجهاز المُجمع 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 توربينات الرياح كأداة دفع ضرورية لبدء تشغيل المحرك الذي يدور تحت تأثير الرياح ؛
3. مولد على مغناطيس نيوديميوم.
4. مولد بنزين ثلاثي المراحل ؛
5. على مرحلة واحدة مولد طاقة منخفضعلى محركات الأجهزة الكهربائية ، إلخ.

يعد تحويل محرك قياسي إلى جهاز توليد التشغيل بأيديهم نشاطًا مثيرًا ومن الواضح أنه يوفر الميزانية. بهذه الطريقة ، يمكنك إعادة صنع طاحونة هوائية تقليدية عن طريق توصيلها بمحرك لتوليد الطاقة الذاتية.

لصنع مولد رياح بقوة تصل إلى 1 كيلو وات بيديك ، لا داعي للشراء معدات خاصة. هذه المهمةمن السهل حلها مع وجود محرك تحريضي. علاوة على ذلك ، فإن القوة المحددة ستكون كافية تمامًا لتهيئة الظروف لعمل الفرد الأجهزة المنزليةوالاتصال إنارة الشوارعفي الحديقة في الكوخ.

إذا صنعت طاحونة هوائية بيديك ، فسيكون لديك مصدر مجاني للطاقة يمكنك استخدامه وفقًا لتقديرك. أي سيد البيتقادرة على تصنيع مولد الرياح بشكل مستقل على أساس محرك غير متزامن.

ما هو المولد المصنوع؟

توفر مجموعة المولدات ، التي ستولد الكهرباء ، العناصر الرئيسية التالية:

مبدأ التشغيل

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

نتيجة لإنشاء مولد التيار ، يدخل الأخير البطارية ، وهي مجهزة بوحدة تحكم وشحن. من هناك ، يتم إرساله إلى عاكس جهد التيار المستمر ، ومصدره هو التيار الكهربائي. نتيجة ل تمكن من خلق الجهد، خصائصها مناسبة للاستخدام المنزلي (220 فولت 50 هرتز).

يتم استخدام وحدة تحكم لتحويل جهد التيار المتردد إلى تيار مستمر. بمساعدتها يتم شحن البطاريات. في بعض الحالات ، تكون المحولات قادرة على أداء وظائف مزود الطاقة غير المنقطع. بمعنى آخر ، في حالة وجود مشاكل في مزود الطاقة ، يمكنهم استخدامها كمصدر للطاقة الأجهزة المنزليةالبطاريات أو المولدات.

المواد والأدوات

لصنع مولد للرياح يكفي أن يكون لديك محرك غير متزامن، والتي سيتعين إعادة بنائها. في الوقت نفسه ، سيتعين عليك تخزين عدد من المواد:

خصائص المولد وتركيبه

يتميز المولد بالخصائص التالية:

تركيب الميزات

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

خلال التثبيت الذاتيتحتاج إلى الانتباه إلى مثل هذه المعلمة مثل حالة تربة الموقع حيث سيتم وضع علامات الدعم والتمدد. يتم تثبيت الصاري عن طريق حفر حفرة بعمق لا يزيد عن 0.5 متر ، والتي يجب ملؤها بالملاط الخرساني.

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

يمكن أن يتم دوران توربينات الرياح في مستوى أفقي أو عمودي. في هذه الحالة ، عادةً ما يتم إيقاف الاختيار على مستوى عمودي مرتبط بالتصميم. يجوز استخدام طرازي Darier و Savonius كدوارات.

يجب استخدام حشوات مانعة للتسرب أو غطاء في تصميم التركيب. بفضل هذا الحل ، لن تضر الرطوبة المولد.

يجب تحديد مكان الصاري والدعم مساحة مفتوحة. ارتفاع مناسب للصاري 15 م. الصواري هي الأكثر استخدامًاالتي لا يتجاوز ارتفاعها 5-7 م.

من الأفضل أن يقوم مولد الرياح المصنوع ذاتيًا بأداء الوظائف مصدر النسخ الاحتياطيتَغذِيَة.

هذه التركيبات 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 بتنفيذها 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 ، دائمًا يمكنك شراء مولد غير متزامن جاهز، يمكنك الذهاب في الاتجاه الآخر وتوفير المال عن طريق صنعه بنفسك. لن تنشأ هنا صعوبات. الشيء الوحيد الذي يجب القيام به هو إعداد الأدوات اللازمة.

1. واحدة من ميزات المولد هي أن يجب أن تدور بشكل أسرعمن محرك. يمكن تحقيق ذلك بالطريقة التالية. بعد البدء ، تحتاج إلى معرفة سرعة دوران المحرك. في حل هذه المشكلة ، سوف يساعدنا مولد سرعة الدوران أو مقياس سرعة الدوران
2. بعد تحديد المعلمة أعلاه ، يجب إضافة 10 ٪ إلى القيمة. إذا كان عزم الدوران ، على سبيل المثال ، هو 1200 دورة في الدقيقة ، فسيكون للمولد 1320 دورة في الدقيقة.
3. لتصنيع مولد كهربائي يعتمد على محرك تحريضي ، تحتاج إلى إيجاد قدرة مناسبةللمكثفات. علاوة على ذلك ، يجب أن نتذكر أن كل شيء يجب ألا تختلف المكثفات في مراحلهامن بعضهما البعض.
4. يوصى باستخدام وعاء متوسط ​​الحجم. إذا اتضح أنه كبير جدًا ، فسيؤدي ذلك إلى تسخين المحرك غير المتزامن.
5. للتجميع يجب استخدام المكثفات، والتي يمكن أن تضمن سرعة الدوران المطلوبة. يجب أن يؤخذ تركيبها بجدية كبيرة. يوصى بحمايتهم باستخدام مواد عازلة خاصة.

هذه هي جميع العمليات التي يجب إجراؤها عند ترتيب مولد على أساس محرك. ثم يمكنك المتابعة لتثبيته. يرجى ملاحظة أنه عند استخدام جهاز مزود بـ دوار قفص السنجاب، سوف تحصل على تيار عالي الجهد. لهذا السبب ، من أجل تحقيق قيمة 220 فولت ، ستحتاج إلى محول تنحي.

تتحول طاقة التيار الكهربائي ، التي تدخل داخل المحرك غير المتزامن ، بسهولة إلى طاقة الحركة عند الخروج منه. ولكن ماذا لو كان التحول العكسي مطلوبًا؟ في هذه الحالة ، يمكنك إنشاء 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 الحرة.

لقد ثبت تجريبياً أن المجال المغناطيسي يتم إنشاؤه بواسطة مجال كهربائي متناوب. هذا هو أساس مبدأ تشغيل المحرك غير المتزامن ، والذي يشمل تصميمه:

• الجسد هو ما نراه من الخارج.
• الجزء الثابت هو الجزء الثابت للمحرك الكهربائي ؛
• الدوار هو العنصر الذي يتم تشغيله.

في الجزء الثابت ، العنصر الرئيسي هو اللف ، والذي يتم تزويده بجهد متناوب (مبدأ التشغيل ليس قيد التشغيل مغناطيس دائم، ولكن في مجال مغناطيسي تضرر من مجال كهربائي بديل). دور الدوار عبارة عن أسطوانة ذات أخاديد توضع فيها اللف. لكن التيار المتدفق إليه له الاتجاه المعاكس. والنتيجة هي متغيرين المجالات الكهربائية. يخلق كل منهم مجالًا مغناطيسيًا يبدأ في التفاعل مع بعضهم البعض. لكن هيكل الجزء الثابت لا يمكن أن يتحرك. لذلك ، نتيجة التفاعل بين مجالين مغناطيسيين هو 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 التغيير. سيؤدي ذلك إلى تكوين تيار تحريضي داخل الحلقة. إذا قمت بتوصيل الأطراف بمستهلك حالي ، على سبيل المثال ، بمصباح كهربائي ، فيمكنك ملاحظة توهجه. يشير هذا إلى أن الطاقة الميكانيكية تنفق على تدوير الإطار بالداخل حقل مغناطيسي، تطور إلى طاقة كهربائيةمما ساعد على إضاءة المصباح.

من الناحية الهيكلية ، يتكون المولد الكهربائي من نفس أجزاء المحرك الكهربائي: الغلاف والجزء الثابت والدوار. يكمن الاختلاف فقط في مبدأ العمل. يتم تحريك الجزء غير المتحرك بواسطة المجال المغناطيسي المتولد عن التيار الكهربائي في لف الجزء الثابت. ويظهر كهرباءفي لف الجزء الثابت بسبب التغيير في التدفق المغناطيسي الذي يخترقه ، بسبب الدوران القسري للدوار.

من محرك كهربائي إلى مولد كهربائي

لا يمكن تصور حياة الإنسان اليوم بدون كهرباء. لذلك ، يتم بناء محطات توليد الطاقة في كل مكان تقوم بتحويل طاقة المياه والرياح والأنوية الذرية إلى طاقة كهربائية. لقد أصبح عالميًا لأنه يمكن تحويله إلى طاقة الحركة والحرارة والضوء. كان هذا هو سبب التوزيع الشامل للمحركات الكهربائية. المولدات الكهربائية أقل شعبية لأن الدولة تزود الكهرباء مركزيا. لكن مع ذلك ، يحدث أحيانًا أنه لا توجد كهرباء ، ولا يوجد مكان للحصول عليها. في هذه الحالة ، سيساعدك مولد من محرك غير متزامن.

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

معنى إعادة العمل

إذا كنت بحاجة إلى مولد كهربائي ، فلماذا تخرجه من المحرك 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 وضع جيد؟ من خلال التلاعب البسيط و تكلفة قليلةستحصل على مصدر حالي ممتاز يمكنه تشغيل الأجهزة بحمل مقاوم. وهي تشمل الكمبيوتر والهندسة الإلكترونية والراديو والمصابيح العادية والسخانات ومحولات اللحام.

لكن المدخرات ليست هي الفائدة الوحيدة. مزايا مولد التيار الكهربائي المصنوع من محرك كهربائي غير متزامن:

• التصميم أبسط من تصميم النظير المتزامن ؛
• أقصى حماية من الداخل من الرطوبة والغبار ؛
• مقاومة عالية للأحمال الزائدة وقصيرة الدائرة ؛
• الغياب شبه الكامل للتشويه غير الخطي ؛
• عامل واضح (قيمة تعبر عن الدوران غير المتكافئ للدوار) لا تزيد عن 2٪ ؛
• تكون اللفات ثابتة أثناء التشغيل ، وبالتالي لا تبلى لفترة طويلة ، مما يزيد من عمر الخدمة ؛
• الكهرباء المولدة على الفور لها جهد 220 فولت أو 380 فولت ، اعتمادًا على المحرك الذي تقرر إعادة تصنيعه: أحادي الطور أو ثلاثي الطور. هذا يعني أنه يمكن توصيل المستهلكين الحاليين مباشرة بالمولد ، بدون عاكسات.

حتى إذا كان المولد لا يلبي احتياجاتك بالكامل ، فيمكن استخدامه مع مصدر طاقة مركزي. في هذه الحالة ، نتحدث مرة أخرى عن المدخرات: سيكون عليك أن تدفع أقل. سيتم التعبير عن الفائدة بالفرق الذي تم الحصول عليه من خلال طرح الكهرباء المولدة من كمية الكهرباء المستهلكة.

ما هو المطلوب لإعادة البناء؟

لإنشاء مولد من محرك غير متزامن بيديك ، يجب أن تفهم أولاً ما الذي يمنع تحويل الطاقة الكهربائية من الطاقة الميكانيكية. تذكر أنه من أجل تكوين تيار تحريضي ، فإن وجود مجال مغناطيسي يتغير بمرور الوقت ضروري. عندما يعمل الجهاز في وضع المحرك ، يتم إنشاؤه في كل من الجزء الثابت والدوار بسبب طاقة التيار الكهربائي. إذا قمت بنقل الجهاز إلى وضع المولد ، فقد تبين أنه لا يوجد مجال مغناطيسي على الإطلاق. من أين يأتي؟

بعد تشغيل الجهاز في وضع المحرك ، يحتفظ الدوار بالمغنطة المتبقية. هي التي تسبب التناوب القسري التعريفي الحاليفي 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 يتم تحريك الدوار؟ بالطبع ، إذا قمت بتدويره بيديك ، فسيكون من الممكن تشغيل مصباح كهربائي صغير. لكن النتيجة من غير المرجح أن ترضيك. الحل المثالي هو تحويل المحرك إلى مولد للرياح أو طاحونة هوائية.

هذا هو اسم الجهاز الذي يتحول الطاقة الحركيةالرياح إلى الميكانيكية ثم الكهربائية. تم تجهيز مولدات الرياح بشفرات يتم تشغيلها عندما تتقابل مع الريح. يمكنهم الدوران عموديًا وأفقيًا.

من النظرية إلى التطبيق

سنقوم ببناء مولد رياح من محرك 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 عند تشغيل الجهاز في وضع المولد ، يجب أن تكون سرعة الدوار أعلى بنسبة 10٪ مما كانت عليه عند التشغيل كمحرك. من الضروري مراعاة التردد ليس للتردد الاسمي ، ولكن من التباطؤ. مثال: التردد الاسمي هو 1000 دورة في الدقيقة ، وفي وضع الخمول 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 في عدد الدورات في الدقيقة. ف - الرقم "باي" يساوي 3.14. و - تردد الطور (قيمة ثابتة لروسيا ، تساوي 50 هرتز). U - الجهد في الشبكة (220 إذا كان أحادي الطور ، و 380 إذا كان ثلاثة طور).

مثال على الحساب : الدوار ثلاثي الأطوار يدور بسرعة 2500 دورة في الدقيقة. ثمC \ u003d 2500 / (2 * 3.14 * 50 * 380 * 380) = 56 فائق التوهج.

انتباه!لا تحدد سعة أكبر من القيمة المحسوبة. خلاف ذلك ، ستكون المقاومة النشطة عالية ، مما سيؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المولد. يمكن أن يحدث هذا أيضًا عندما يبدأ 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 تتكون 60 درجة فهرنهايت من 6 قطع من 10 فائق التوهج متصلة بالتوازي مع بعضها البعض.

كيفية الاتصال؟

ضع في اعتبارك كيفية إنشاء مولد من محرك غير متزامن ، باستخدام مثال محرك ثلاثي الطور:

1. قم بتوصيل العمود بجهاز يقود الدوار بسبب طاقة الرياح ؛
2. قم بتوصيل المكثفات وفقًا لمخطط المثلث ، الذي ترتبط رؤوسه بنهايات النجم أو رؤوس مثلث الجزء الثابت (اعتمادًا على نوع اتصال اللفات) ؛
3. إذا كان الخرج يتطلب جهد 220 فولت ، فقم بتوصيل لفات الجزء الثابت بمثلث (نهاية الملف الأول - مع بداية الثانية ، نهاية الثانية - مع بداية الثالث ، نهاية الثالث - مع بداية الأول) ؛
4. إذا كنت بحاجة إلى تشغيل الأجهزة من 380 فولت ، فإن الدائرة النجمية مناسبة لتوصيل لفات الجزء الثابت. للقيام بذلك ، قم بتوصيل بداية جميع اللفات معًا ، وقم بتوصيل الأطراف بالحاويات المناسبة.

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

1. أخرجه من القديم غسالةمحرك كهربائي؛
2. حدد ملف العمل وقم بتوصيل مكثف بالتوازي معه ؛
3. يؤمن دوران الدوار بسبب طاقة الرياح.

ستتحول إلى طاحونة هوائية ، كما في الفيديو ، وستعطي 220 فولت.

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

نصيحة!يمكن لمولدات الرياح بسبب عدم وجود رياح ثابتة أن تتوقف في بعض الأحيان عن العمل أو لا تعمل بكامل قوتها. لذلك ، من المريح تنظيم محطة الطاقة الخاصة بك. للقيام بذلك ، يتم توصيل الطاحونة بالبطارية أثناء الطقس العاصف. يمكن استخدام الكهرباء المتراكمة أثناء الهدوء.

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

هذه المعلمة أعلى بكثير من تلك الخاصة بالنظير 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 (الركام الذي لا يتطلب تعويض الطاقة) ؛
• في الحياة اليومية (محركات المياه المستقلة أو محطات طاقة الرياح) ؛
• لأعمال اللحام
• لضمان عدم انقطاع التيار الكهربائي لأهم المعدات مثل الثلاجات الطبية.

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

• لديهم فهم واضح للتيار الكهربائي ؛
• تدرس بعناية فيزياء الحصول على الكهرباء من الطاقة الميكانيكية ؛
• توفير الشروط المطلوبة لحدوث التيار في لف الجزء الثابت.

مواصفات الجهاز ومبدأ التشغيل

العناصر الرئيسية لجهاز المولدات غير المتزامنة هي الدوار والجزء الثابت. الجزء المتحرك عبارة عن جزء قصير الدائرة ، أثناء الدوران تتولد عنه قوة دافعة كهربائية. يستخدم الألمنيوم في صناعة الأسطح الموصلة. تم تجهيز الجزء الثابت بلف من ثلاث مراحل أو مرحلة واحدة 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 (ضروري لتتبع تسخين اللف) ؛
• الشفاه (موعد - أكثر من اتصال محكمعناصر)؛
• حلقات الانزلاق (غير متصلة ببعضها البعض) ؛
• تنظيم الفرش (يديرون ريوستات يسمح لك بضبط مقاومة الدوار) ؛
• جهاز ماس كهربائى (يستخدم إذا كان من الضروري إيقاف مقاومة الريوستات بالقوة).

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

نتيجة لذلك ، يتم تكوين مجال مغناطيسي ، مما يؤدي إلى جهد أحادي وثلاث مراحل على الجزء الثابت. من الممكن تنظيم الطاقة المتولدة عن طريق تغيير الحمل على لفات الجزء الثابت.

ميزات الدائرة

دائرة المولد من المحرك التعريفي بسيطة للغاية. لا يتطلب مهارات خاصة. عند بدء التطوير دون الاتصال بالتيار الكهربائي ، سيبدأ الدوران. بعد الوصول إلى التردد المناسب ، سيبدأ لف الجزء الثابت في توليد التيار.

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

تتأثر معلمات الطاقة المتولدة بـ تحديدالمولد وسعة المكثفات المستخدمة.

أنواع المحركات غير المتزامنة

من المعتاد التمييز بين الأنواع التالية من المولدات غير المتزامنة:

مع دوار قفص السنجاب. يتكون الجهاز من هذا النوع من الجزء الثابت الثابت والدوار الدوار. النوى من الصلب. يتم وضع سلك معزول في أخاديد قلب الجزء الثابت. يتم تثبيت لف قضيب في أخاديد قلب الدوار. يتم إغلاق لف الدوار بواسطة حلقات توصيل خاصة.

مع الدوار المرحلة. مثل هذا المنتج له تكلفة عالية إلى حد ما. تتطلب خدمة متخصصة. التصميم مشابه لتصميم مولد بدوار قفص السنجاب. يكمن الاختلاف في استخدام الأسلاك المعزولة كملفات.

نهايات اللف مرتبطة بحلقات خاصة موضوعة على العمود. تمر الفرشاة من خلالها ، وتربط السلك بمقاوم متغير. يعتبر المولد غير المتزامن مع الدوار الطوري أقل موثوقية.

تحويل محرك إلى مولد

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

سوف تحتاج إلى محرك من الغسالة التقليدية.

• لنجعل سماكة اللب أصغر ونصنع بعض الثقوب التي لا تمر عبرها.
• نقطع شريطًا من ألواح الصلب ، حجمه يساوي حجم الدوار.
• دعنا نعتني بتركيب مغناطيس نيوديميوم (8 قطع على الأقل). نصلحهم بالغراء.
• نغلق الدوار بورقة من الورق السميك ونصلح الحواف بشريط لاصق.
• سنقوم بتشويه نهاية الدوار بتركيبة المصطكي من أجل الختم.
• املأ الفراغ الفارغ بين المغناطيس بالراتنج.
• بعد تصلب الإيبوكسي ، قم بإزالة طبقة الورق.
• صنفر الدوار بورق الصنفرة.
• باستخدام سلكين ، نقوم بتوصيل الجهاز بملف العمل ، وإزالة الموصلات غير الضرورية.
• إذا رغبت في ذلك ، استبدل المحامل.

نقوم بتثبيت المعدل وتركيب وحدة تحكم الشحن. مولدنا الذي يعمل بنفسك من محرك غير متزامن جاهز!

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

• حماية المولد من التلف الميكانيكي وهطول الأمطار.
• اصنع حقيبة واقية خاصة للآلة المجمعة.
• تذكر أن تراقب بانتظام معلمات المولد.
• تذكر تأريض الوحدة.
• تجنب السخونة الزائدة.

صورة للمولدات غير المتزامنة

(AG) هي أكثر الآلات الكهربائية المتناوبة شيوعًا ، وتستخدم بشكل أساسي كمحرك.
تستهلك فقط AGs ذات الجهد المنخفض (حتى جهد إمداد 500 فولت) بقوة 0.12 إلى 400 كيلو وات أكثر من 40 ٪ من إجمالي الكهرباء المولدة في العالم ، ويبلغ إنتاجها السنوي مئات الملايين ، وتغطي الاحتياجات الأكثر تنوعًا للصناعة وأنظمة الإنتاج الزراعي والسفن والطيران والنقل وأنظمة التشغيل الآلي والمعدات العسكرية والخاصة.

هذه المحركات بسيطة التصميم نسبيًا ، وموثوقة للغاية في التشغيل ، وأداء طاقة عالٍ بما فيه الكفاية وتكلفة منخفضة. هذا 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 بـ السنوات الاخيرةالأسباب تطبيق المحركات غير المتزامنة في وضع المولدلتوفير الطاقة لكل من المستهلكين الحاليين من ثلاث مراحل وتوجيه المستهلكين الحاليين من خلال أجهزة المعدل. في الأنظمة تحكم تلقائى، في محرك المؤازرة ، في أجهزة الحوسبة ، تُستخدم على نطاق واسع مولدات سرعة غير متزامنة مع دوار قفص السنجاب لتحويل السرعة الزاوية إلى إشارة كهربائية.

تطبيق وضع المولد غير المتزامن

في ظل ظروف تشغيل معينة لمصادر الطاقة المستقلة ، فإن استخدام وضع المولد غير المتزامنهو المفضل أو حتى الوحيد حل ممكن، على سبيل المثال ، في محطات الطاقة المتنقلة عالية السرعة المزودة بمحرك توربيني غازي بدون تروس بسرعة دوران n = (9 ... 15) 10 3 rpm. تصف الورقة AG بدوار مغناطيسي حديدي ضخم بقوة 1500 كيلوواط عند n = 12000 دورة في الدقيقة ، وهي مصممة لمجمع اللحام المستقل "Sever". في هذه الحالة ، دوار ضخم به أخاديد طوليةلا يحتوي المقطع المستطيل على ملفات وهو مصنوع من الفولاذ الصلب ، مما يجعل من الممكن الفصل المباشر لدوار المحرك في وضع المولد باستخدام محرك توربيني غازي بسرعات محيطية على سطح الدوار تصل إلى 400 م / ث. لعضو دوار 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 الحمل المستقر.

تتميز بسهولة التشغيل والصيانة ، ويمكن تشغيلها بسهولة للتشغيل المتوازي ، ويكون شكل منحنى جهد الخرج أقرب إلى الجيب الجيبي من شكل SG عند التشغيل على نفس الحمل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن كتلة AG بقوة 5-100 kW هي تقريبًا 1.3 - 1.5 مرة أقل من كتلة SG بنفس القوة ، وتحمل كمية أصغر من مواد اللف. في الوقت نفسه ، من الناحية البناءة ، لا تختلف عن IMs التقليدية ويمكن إنتاجها بكميات كبيرة في مصانع بناء الآلات الكهربائية التي تنتج آلات غير متزامنة.

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

تتمثل إحدى عيوب AD في أنهم مستهلكون لقدرة تفاعلية كبيرة (50 ٪ أو أكثر من إجمالي الطاقة) اللازمة لإنشاء مجال مغناطيسي في الجهاز ، 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 ، يكون إدراج بنك مكثف في دائرة الجزء الثابت بالتوازي مع الحمل هو الأكثر فعالية ، على الرغم من أنه من حيث المبدأ يمكن إدراجه في دائرة الدوار. لتحسين الخصائص التشغيلية للوضع غير المتزامن للمولد ، يمكن أيضًا تضمين المكثفات في دائرة الجزء الثابت في سلسلة أو بالتوازي مع الحمل.

في جميع الحالات عمر البطاريةمحرك غير متزامن في وضع المولد مصادر الطاقة التفاعلية(BC أو SC) يجب أن يوفر القدرة التفاعلية لكل من AG والحمل ، والذي ، كقاعدة عامة ، له 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 (حمل نشط بحت) ، فإن أبعاد SC وكتلة BC قابلة للمقارنة مع حجم وكتلة AG.

آخر ، أكثر مشكلة صعبةهي مشكلة استقرار الجهد والتردد لـ AG الذي يعمل بشكل مستقل ، والذي له خاصية خارجية "ناعمة".

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

عند تصميم AG لحسابات التحسين ، من الضروري إجراء أقصى قدر من الكفاءة في نطاق واسع من التغييرات في السرعة والحمل ، وكذلك لتقليل التكاليف ، مع مراعاة مخطط التحكم والتنظيم بالكامل. 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 عمليات الانتقال التي تحدث أثناء بدء التشغيل ، وانقطاع التيار الكهربائي ، وفقدان التزامن ، ودوائر قصيرة وغيرها ، فضلا عن هبوب رياح شديدة.

جهاز آلة غير متزامنة ، مولد غير متزامن

يظهر جهاز آلة غير متزامنة مع دوار قفص السنجاب في مثال محرك سلسلة AM (الشكل 5.1).

الأجزاء الرئيسية من AD هي جزء ثابت ثابت 10 ودوار يدور بداخله ، مفصولين عن الجزء الثابت فجوة الهواء. لتقليل التيارات الدوارة ، يتم تجميع القلب الدوار والجزء الثابت من صفائح منفصلة مختومة من الفولاذ الكهربائي بسماكة 0.35 أو 0.5 مم. تتأكسد الصفائح (تخضع للمعالجة الحرارية) ، مما يزيد من مقاومة سطحها.
تم بناء قلب الجزء الثابت في الإطار 12 ، وهو الجزء الخارجي من الماكينة. على السطح الداخلييحتوي اللب على أخاديد يتم فيها وضع اللف 14. وغالبًا ما يتم عمل لف الجزء الثابت من ثلاث مراحل من طبقتين من ملفات فردية مع درجة تقصير من سلك نحاس. يتم إخراج بدايات ونهايات مراحل اللف إلى أطراف الصندوق الطرفي ويتم تحديدها على النحو التالي:

بدء - CC2 ، C 3 ؛

ينتهي - C 4، C5، Sat.

يمكن توصيل لف الجزء الثابت بنجمة (U) أو دلتا (D). هذا 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 تضمين HELL عند أعلى الجهد االكهربى.

يتم ضغط قلب الدوار المجمع على العمود 15 بتركيب ساخن ومحمي من الدوران بمفتاح. على السطح الخارجي ، يحتوي قلب العضو الدوار على أخاديد لوضع اللف 13. ملف الدوار في IM الأكثر شيوعًا عبارة عن سلسلة من قضبان النحاس أو الألومنيوم الموجودة في الأخاديد ومغلقة عند النهايات بحلقات. في المحركات التي تصل قوتها إلى 100 كيلوواط وأكثر ، يتم لف الدوار عن طريق ملء الأخاديد بالألمنيوم المصهور تحت الضغط. بالتزامن مع اللف ، يتم صب حلقات الإغلاق جنبًا إلى جنب مع جنيحات التهوية 9. في الشكل ، يشبه هذا الملف "قفص السنجاب".

محرك دوار الطور. مولد الوضع غير المتزامنأ.

بالنسبة للمحركات غير المتزامنة الخاصة ، يمكن إجراء لف الدوار بشكل مشابه لملف الجزء الثابت. يحتوي العضو الدوار بمثل هذا الملف ، بالإضافة إلى الأجزاء المحددة ، على ثلاث حلقات انزلاقية مثبتة على العمود ، مصممة لتوصيل الملف بدائرة خارجية. HELL في هذه الحالة يسمى المحرك بدوار طور أو بحلقات انزلاقية.

يجمع عمود الدوار 15 بين 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 وحتى 1.5 ملم للآلات عالية الطاقة. تعمل دروع المحامل 4 و 16 من المحرك كدعم لمحامل الدوار. يتم تبريد المحرك غير المتزامن وفقًا لمبدأ النفخ الذاتي بواسطة المروحة 5. يتم إغلاق المحامل 2 و 3 من الخارج بأغطية 1 بها أختام متاهة. يتم تثبيت صندوق 21 مع خيوط 20 من لف الجزء الثابت على مبيت الجزء الثابت. لوحة 17 مثبتة على الجسم ، والتي تشير إلى البيانات الرئيسية لضغط الدم. يوضح الشكل 5.1 أيضًا: 6 - مقعد الدرع ؛ 7 - غلاف 8 - الجسم 18 - مخلب. 19- مجاري التهوية.