Электроэнергия от ближайшей ЛЭП не всегда подаётся бесперебойно. В дачных посёлках, где отключение света на один или несколько часов – частое явление, исключить перерывы с электроснабжением помогают генераторы. При наличии некоторых умений их можно сделать своими руками.
Главная особенность, из-за которой многие пользователи всевозможных гаджетов решаются на подобную «самоделку» – возможность довести генератор до мощности, которой хватит не только на то, чтобы подзарядить мобильник, но и на снабжение ноутбука, телевизора и даже самодельной мини-морозилки, не говоря о десятке светодиодных ламп. Как правило, выбирается вариант устройства с наибольшей отдачей на выходе и наименьшими прилагаемыми усилиями.
Основой в любом случае является обратимый двигатель, работающий не только на превращение электричества в кинетическую (механическую) энергию, но и наоборот.
Чтобы изготовить такое устройство, пользователь должен обладать следующими познаниями.
- Разбираться в электросхемах, уметь их читать. По одной из них и собирается подобное устройство.
- Иметь представление о том, как работает электрогенератор. В основе его работы лежит закон Фарадея: число магнитных линий постоянного магнита, пронизывающего контур, должно меняться, иначе электричество вырабатываться не будет.
- Обладать навыками электромонтажных и слесарных работ, уметь обращаться с электроинструментами. Раньше, в советское время, обязательной частью образовательной программы являлась не только физика, но и сопромат (раздел науки о сопротивлении материалов). Дело в том, что неправильно выбранные элементы несущих конструкций, соединённые между собой не так, как это требуется, при активной нагрузке быстро деформируются.
При наличии всех вышеперечисленных знаний и желания пользователь легко соберёт устройство, экономящее (по сравнению с промышленным) не один десяток тысяч рублей.
Сделать своими руками электрогенератор в домашних условиях несложно. Простой магнитный генератор собирается на основе любого из готовых двигателей: коллекторного, шагового и т. д. Собрать с нуля такую «самоделку» также можно, закрепив магниты на вращающейся оси и поместив их в прямоугольную катушку, вырабатывающую при их вращении электростатическое поле.
Электрогенератор на дровах – это, по сути, печь (в том числе и походная), на стенках которой закреплены элементы Пельтье, закрытые радиаторами.
Суть эффекта Пельтье заключается в том, что пластины из разных проводников с одной стороны нагреваются, а с другой – охлаждаются. Это приводит к появлению электрического тока на полюсах такой пластины.
Лучше всего подобная печь-генератор работает на морозе: наибольшая разница температур с каждой из сторон пластины приводит к выработке предельной мощности.
Паровой генератор – это классическая ТЭС в мини-исполнении. Печь с водяным контуром вырабатывает пар, подающийся на лопасти турбины.
Тепловая энергия пара заставляет турбину крутить мотор-генератор, чей вал жёстко соединён с валом самой турбины.
Такая система является замкнутой: она требует периодического контроля со стороны, а также наличия охлаждающего контура, в котором пар переконденсируется обратно в воду.
Подобная установка весьма массивна, в поход вы её с собой не возьмёте.
Генератор на базе асинхронного двигателя, работающего от сетевых 220 вольт – это устройство с тремя разнесёнными обмотками статора (неподвижной части мотора).
Поскольку сам мотор работает от 220 или 380 (в трёхфазной сети) вольт, то и вырабатывать он будет такое же напряжение, стоит только раскрутить его вал хотя бы до 50 оборотов в секунду.
Собирать его незачем: чтобы задействовать готовый агрегат, к обмоткам всего-навсего потребуется подключить дополнительные конденсаторы.
В качестве рабочего модуля электромагнитного (механического) генератора берётся подходящий двигатель. Используются двигатели нескольких типов: коллекторный (щёточный), бесколлекторный, шаговый (щётки и кольца не используются), синхронный и асинхронный. В зависимости от того, какой ток вырабатывается, применяют следующие детали и узлы.
- Диоды выпрямительные. Преобразуют переменный ток в постоянный. В продаже имеются высокомощные диодные мосты, рассчитанные на ток в десятки ампер и напряжение до 50 В.
- Полярные конденсаторы. Рассчитаны на постоянный ток. Играют роль сглаживающего фильтра, выравнивающего пульсации постоянного напряжения.
- Дополнительная плата с USB-портом – преобразует напряжение в 1,5-20 вольт в нужные смартфонам, планшетам и большинству ноутбуков 5. Заказывается на AliExpress и в других интернет-магазинах.
Все эти радиокомпоненты нужны, когда мотор-генератор выдаёт не более пары десятков вольт.
Использование же, например, асинхронного двигателя потребует подключения ваших гаджетов и других устройств в обычном режиме – как от бытовой розетки.
Вспомогательные материалы могут быть любыми, так как они играют роль несущей конструкции:
- деревянные бруски;
- металлическая арматура;
- профили;
- крепёжные соединения (болты с гайками и шайбами, хомуты, скобы, струбцины, кронштейны, саморезы);
- трубы любого диаметра и т. д.
В качестве электроинструментов применяются следующие изделия.
- Болгарка с набором отрезных дисков (по металлу и по дереву) и шлифдиском (поставляется в виде наждачки-круга или универсального твёрдого диска).
- Электродрель с набором свёрл по металлу. Если устанавливается, например, ветрогенератор с опорой на стене дома, то может потребоваться стандартный перфоратор с набором ударных свёрл и/или коронок по бетону. Перфоратор может также комплектоваться переходником под простые или конические свёрла и коронки по дереву.
- Шуруповёрт. Потребуется, когда конструкция массивная, а вкрутить саморезы нужно в количестве от нескольких десятков. Может комплектоваться головками под переходник-гайковёрт или универсальной головкой под гайки, напоминающей разводной ключ.
Подготовив нужный инвентарь, приступим к процессу изготовления генераторной установки.
Асинхронный генератор обладает свойством самосинхронизации: включение в работу без питания роторной обмотки, в которой возбуждается постоянное магнитное поле. Самовозбуждение обмотки короткозамкнутого ротора производится за счёт явления остаточной намагниченности. Чтобы собрать асинхронный генератор, следуйте нижеописанной инструкции.
- Разместите двигатель и передаточный привод на одной несущей конструкции.
- Подключите к обмоткам переменные (неполярные) конденсаторы. Сами обмотки включены по схеме «звезда»: одни их концы сходятся в центре (на корпус), другие же выведены отдельно.
- Конденсаторы соединятся по схеме «треугольник»: к его вершинам и подключаются свободные концы обмоток. Мощность двигателя – 2-5 киловатт, ёмкость конденсаторов – 28-138 микрофарад. Подберите такую ёмкость, чтобы вырабатываемое напряжение не снижалось – в зависимости от нагрузки, которую планируется использовать.
Перед запуском генератора произведите его тестирование. Тест можно выполнить с помощью обычной лампочки накаливания на несколько десятков ватт.
Задача – обеспечить бесперебойную выдачу вырабатываемого напряжения. Потребуется установка, способная выдать 3000 оборотов в минуту.
Например, мощный ветряк с редуктором (или цепным приводом), топливный двигатель от любого агрегата, гидротурбина на речке и т. д.
Дело в том, что человек в одиночку не сможет раскрутить любой мотор-генератор на мощность свыше 150 Вт, какие бы усилия ни прилагал. Здесь его возможности ограничены.
Изготовление асинхронного генератора – это простейшая переделка схемы готового такого же двигателя. Переточки ротора под неодимовые магниты не требуется, чего не скажешь об автомобильном генераторе, в котором питание роторной обмотки производится от аккумулятора.
Кстати, большинство современных автомобильных генераторов выполняется на основе синхронного двигателя, в котором число оборотов в минуту жёстко связано с частотой вырабатываемого тока.
Чтобы избавиться от необходимости питать обмотку ротора, можно переделать двигатель, сняв эту обмотку и проточив ось ротора под плоские магниты.
Для сборки генератора на дровах сделайте следующее.
- На стенке буржуйки или пиролизной печи поместите радиатор «шипами» внутрь.
- Смонтируйте на нём один или несколько элементов Пельтье, ориентируясь по площади радиатора.
- Прикрепите к элементу Пельтье ещё один радиатор.
- Расположите установку на теневой стороне дома в специально отведённом месте. Стена не должна иметь утепления, а также быть слишком толстой в данной точке, поскольку нужен доступ к уличному холоду. Идеальный вариант – техническое помещение-отсек для такой печки, в котором есть втяжной вентканал для горения дров. Радиатор располагают рядом с ним с холодной стороны.
Запуск такого генератора осуществляется при поджигании дров. Когда дрова разгорятся, элемент Пельтье выдаст максимальную мощность. Он будет охлаждаться холодным воздухом, заходящим с улицы. Процесс же нагрева обеспечит стенка печки.
Для сборки коллекторного генератора рекомендуется воспользоваться следующей инструкцией.
- Поместите коллекторный мотор на несущую раму или другую конструкцию.
- Присоедините к его выводам сглаживающий конденсатор постоянного тока и плату преобразователя (DC-инвертор).
- Подсоедините к выходу DC-платы USB-порт (если она им не укомплектована).
- Расположите генератор на раме велосипеда либо изготовьте «ветряк» для него (например, из деталей от вентилятора с вышедшим из строя двигателем). В последнем случае для удобства «ветряка» размещают флюгер-хвостовик, поворачивающий конструкцию в ту сторону, куда дует ветер.
Подключите смартфон, планшет, мобильник, смарт-часы или иное устройство. Моторчик от принтера, например, вырабатывает до нескольких ватт мощности: так, при 12 вольтах, на которые он рассчитан, ток может достигать 600 миллиампер. Недостатки коллекторных двигателей: низкий КПД и частая замена щёток.
Работая каждый день по нескольку часов, щётки прослужат максимум 2-3 месяца.
Вместо коллекторного электродвигателя используйте шаговый: его КПД значительно выше, он способен прослужить не один десяток лет. В интернет-магазинах полно моделей, дающих напряжение в 12 вольт и ток в 1,8-4,2 ампера.
Обмоток у шагового двигателя может быть 2, 3 или 4. Включив их последовательно, вы получите 24, 36 или 48 В. Параллельное включение даст пропорционально больший ампераж.
«Разогнать» генератор до нужного номинала напряжения будет сложнее.
Используемый в уличных условиях генератор (ветряная электростанция для частного дома, велогенератор) рекомендуется защитить от дождя, дорожной грязи и других посторонних частиц, поместив его в отдельный корпус.
Устройство, работающее в уличных условиях в режиме многочасовой каждодневной нагрузки, нуждается в регулярной (хотя бы раз в полгода) смазке подшипников. Они, в свою очередь, есть в каждом моторе-генераторе.
Не допускается замыкание накоротко выводов двигателя и вспомогательной электроники. Замкнутый двигатель раскрутить в несколько раз сложнее за счёт тормозящей вращение ротора силы, пропорциональной нагрузке. Обмотки, замкнутые накоротко при крутящемся вале, могут сгореть. Полупроводниковая электроника (солнечные батареи, элементы Пельтье) тоже быстро выходит из строя, будучи замкнутой.
О том, как сделать генератор своими руками, смотрите далее.
Генератор своими руками. Бензиновый 25кВт 220V AC + 400V DC. Часть 1
генератор своими руками для питания электроавтомобиля и загородного дома
Друзья, всем привет. Кто следит за нашим каналом, тот знает, что практически весь год мы занимались созданием мощного электрического багги. И осенью были проведены первые боевые тесты. Если кому интересно, то можно почитать здесь Самодельный элетробагги.
Параллельно с багги мы начали второй проект. Это проект электрогенератора под названием Move&Move.
Какие у него основные задачи:
-
Работа в качестве аварийного генератора для загородного дома. Работа на переменном токе.
-
Работа в качестве зарядного устройства для электротранспорта с возможностью зарядки на ходу. Работа на постоянном токе.
2-3 раза в год практически у любого владельца электроавтомобиля есть необходимость дальних поездок. Очень удобно иметь такой генератор на подкате (прицепе) и поехать куда угодно не думая о зарядных станциях.
Владельцам Tesla будет очень полезно при дальних поездках брать подобный генератор, например, в аренду. В отличии от обычных генераторов он позволит выдавать сразу постоянный ток, чтобы сильно ускорить зарядку.
Эксперименты с высоким напряжением порядка миллиона вольт в отдаленных ненаселенных местах. Катушка Тесла.
Приобретение опыта в разработке электрогенераторов высокой мощности.
Чтобы произвести электрический ток нам надо один тип энергии преобразовать в другой.
Основой послужил двигатель внутреннего сгорания HR12DE от Nissan. Он удовлетворял сразу нескольким критериям поиска.
Так как в будущем планируется установка данного генератора сделанного своими руками на подкат, то двигатель должен был быть легким и компактным.
При этом у него должно было быть небольшое потребление топлива во всем диапазоне оборотов. И напоследок сам двигатель должен был быть с невысокой ценой до 20 тысяч рублей (на конец 2021 года).
двигатель для генератора своими руками
Итак:
Двигатель внутреннего сгорания Nissan HR12DE был выпущен в 2010 году компанией Nissan Motors. Имеет 3 цилиндра и 12 клапанов. Объем данного двигателя 1,2 литра. В поршневой системе, диаметр поршня составляет 78 миллиметров, а его рабочий ход составляет 83,6 миллиметра. Система впрыска топлива установлена Double Over Head Camshaft (DOHC).
Такая система предопределяет собой установку двух распределительных валов в головке блока цилиндров (ГБЦ). Такие технологии изготовления двигателя позволили достичь довольно сильное снижения шума и получить мощность 79 лошадиных сил, а также крутящий момент 108 Нм. Двигатель имеет довольно малый вес: 60 килограммов (вес голого двигателя).
| Объем, куб.см | 1200 |
| Система газораспределения | DOHC, 12-клапанный, 2 распредвала |
| Мощность, л.с. (кВт) при об./мин. | 79 (58) / 6000 |
| Крутящий момент, кг*м (Н*м)при об./мин. | 106 (11) / 4400 |
| Тип двигателя | 3-цилиндровый, 12-клапанный, DOHC, жидкостное охлаждение |
| Используемое топливо | Бензин Regular (АИ-92, АИ-95) |
| Расход топлива (смешанный режим ) | 6,1 |
Далее преобразование механической энергии в электрическую происходит путем вращения через маховик генератора из коробки электрической версии Nissan Note.
Сам двигатель пришлось немного доработать, чтобы колокол коробки встал как надо. Причем в коробке установлено 2 электромотора. Один силовой, а второй вспомогательный на 50 кВт (на фото справа). Вот вспомогательный нам и нужен.
Силовой же будет демонтирован и положен на полку в ожидании своего часа.
электромотор для генератора своими руками
На выходе генератор выдает 3 высокочастотных фазы порядка 1 кГц в зависимости от оборотов на которые вышел ДВС.
Сам генератор встает в корпус коробки передач.
колокол генератора своими руками
Далее переменное высокочастотное напряжение поступает на выпрямительный блок. В качестве выпрямительного модуля был использован IGBT модуль от Toyota Aqua мощностью до 50 кВт.
После чего выпрямленное напряжение поступает в DC-DC преобразователь также от Toyota Aqua мощностью 27 кВт.
Сам конвертор пришлось сильно переделать. На выходе мы имеем хорошо стабилизированное напряжение 400V DC. А те выходы, которые раньше использовались для подключения электромоторов, теперь можно использовать для подключения нагрузки 220V 50 Гц.
Более подробную информацию о генераторе своими руками можно посмотреть на нашем канале в Youtube «Время инженеров»
Изготовим электрогенератор своими руками
Не всегда местные электросети способны полноценно обеспечивать электричеством дома, особенно, если это касается загородных дач и особняков. Перебои с постоянным электроснабжением или же его полное отсутствие заставляет искать альтернативные способы получения электричества. Одним из таких является использование электрогенератора – прибора, способного преобразовывать и накапливать электричество, используя для этого самые необычные ресурсы (энергия солнца, ветра, приливов и отливов). Его принцип работы достаточно простой, что делает возможным сделать электрогенератор своими руками. Возможно, самодельная модель не сможет конкурировать с аналогом заводской сборки, однако это отличный способ сэкономить более 10 000 рублей. Если рассматривать самодельный электрогенератор в качестве временного альтернативного источника электроснабжения, то вполне можно обойтись и самоделкой.
Как сделать электрогенератор, что для этого потребуется, а также какие нюансы придется учитывать, узнаем далее.
Сделать или купить?
Желание иметь в своем пользовании электрогенератор омрачается одной неприятностью – это высокая стоимость агрегата. Как ни крути, но самые маломощные модели имеют достаточно заоблачную стоимость – от 15 000 рублей и выше. Именно этот факт наталкивает на мысль о собственноручном создании генератора. Однако, сам процесс может быть затруднительным, если:
- нет навыка в работе с инструментом и схемами;
- нет опыта в создании подобных приборов;
- не имеется в наличии необходимых деталей и запчастей.
Если же все это и огромное желание присутствуют, то можно попробовать собрать генератор, руководствуясь указаниями по сборке и приложенной схемой.
Не секрет, что покупной электрогенератор будет обладать более расширенным перечнем возможностей и функций, в то время как самоделка способна подводить и давать сбои в самые неподходящие моменты. Поэтому, покупать или делать своими руками – вопрос сугубо индивидуальный, требующий ответственного подхода.
Как работает электрогенератор
Принцип работы электрогенератора основывается на физическом явлении электромагнитной индукции. Проводник, проходящий через искусственно созданное электромагнитное поле, создает импульс, который преобразуется в постоянный ток.
Генератор имеет двигатель, который способен вырабатывать электричество, сжигая в своих отсеках определенный вид топлива: бензин, газ или дизельное топливо.
В свою очередь топливо, попадая в камеру сжигания, в процессе горения вырабатывает газ, который вращает коленчатый вал.
Последний передает импульс ведомому валу, который уже способен предоставить определенное количество энергии на выходе.
Читайте так же: Выбираем автомобильный компрессор для подкачки шин
Принцип работы устройства достаточно прост, но ровно до тех пор, пока нет необходимости рассмотрения каждого отдельного процесса.
Нужно понимать, что закон Фарадея о принципах магнитной индукции, который используется в электрогенераторе, даст желаемый результат только тогда, когда будут созданы определенные условия.
Главным из них является правильный расчет и соединение главных конструктивных единиц.
Независимо от потребляемого топлива и мощности, электрогенераторы имеют два основополагающих механизма: ротор и статор. Ротор необходим для создания электромагнитного поля, поэтому в его основе лежат магниты, равноудаленные от сердечника. Статор неподвижен, позволяет приводить ротор в движение, а также регулирует электромагнитное поле, за счет наличия металлических блоков из стали.
Вариант изготовления электрогенератора своими руками показан на видео
Асинхронный генератор: особенности и преимущества
По типу вращения ротора генераторы бывают синхронными и асинхронными. Первые имеют сложную конструкцию, а также более чувствительны к перепадам напряжения в сети, что сказывается на их продуктивности. Асинхронные, напротив, обладают более простым принципом действия, а также имеют отличные технические характеристики.
На роторе синхронного генератора помещаются магнитные катушки, что усложняет процесс движения ротора, в то время как ротор асинхронного генератора скорее похож на обычный маховик.
Конструктивные особенности значительно влияют на КПД, и в синхронном есть его потери (до 11%).
В асинхронном показатель потери энергии снижается до 5%, что делает его более востребованным не только в быту, но и в производстве.
Также есть и другие преимущества асинхронных генераторов:
- Более простой корпус защищает двигатель от попадания влаги и отработанного топлива, снижая необходимость частого технического обслуживания.
- Генератор устойчив к перепадам напряжения, а также имеет выпрямитель на выходе, который защищает подключенные электроприборы от поломки.
- Устройство способно служить источником питания для приборов, имеющих омическую нагрузку и высокую чувствительность к скачкам напряжения: сварочные аппараты, компьютерная и вычислительная техника, лампы накаливания.
- Обладает высоким КПД, который сочетается с минимальным клирфактором (показатель потери энергии, которая затрачивается на нагрев самого прибора).
- Имеет срок службы не менее 15 лет, поскольку все используемые детали достаточно надежные и не поддаются быстрому износу в процессе эксплуатации.
Все эти преимущества дают повод к использованию именно асинхронного агрегата, а простота его конструкции позволяет собрать в домашних условиях.
Вариант электрогенератора с асинхронным двигателем Toyota
Читайте так же: Изучим устройство и принцип работы поршневого компрессора
С чего начать и что потребуется?
Для того, чтобы собрать небольшой асинхронный генератор своими руками, потребуются такие конструктивные детали:
- Двигатель – его можно сделать самостоятельно, но это достаточно длительный и трудоемкий, поэтому лучше сэкономить время и взять двигателя из старых нерабочих бытовых приборов. Хорошо подходят двигателя от стиральной машинки и дренажных насосов.
- Статор – лучше брать готовый вариант, где уже будет находиться обмотка.
- Провода электрические, а также изолента.
- Трансформатор или выпрямитель – нужен в том случае, когда получаемая на выходе электроэнергия имеет различную мощность.
Итак, приступим к работе, предварительно выполнив несколько подготовительных манипуляций, позволяющих произвести расчет мощности будущего генератора:
- Подключаем двигатель в сеть, чтобы определить скорость вращения. Для этого нужно воспользоваться специальным прибором – тахометром.
- Записываем полученную величину и прибавляем к ней 10%, так называемая компенсаторная величина, которая позволит исключить перенагрев двигателя в процессе работы.
- Подбираем конденсаторы, учитывая необходимую мощность. Для удобства величины можно взять из таблицы, расположенной ниже.
Поскольку электрогенератор продуцирует электричество, нужно позаботиться о его заземлении. Отсутствие заземления и плохая изоляция может стать причиной не только быстрого износа прибора, но и представлять опасность для жизни.
Сам процесс сборки крайне прост: к двигателю поочередно подсоединяем конденсаторы, руководствуясь указанной схемой. В схеме отображена поочередность подключения, при этом емкость каждого последующего конденсатора аналогична предыдущему.
Это все, что нужно для получения маломощного генератора, способного снабжать электричеством электропилу, болгарку или циркулярку.
Этот вариант создания генератора самый простой и удобный, но имеет свои нюансы:
- Во-первых, придется постоянно следить за температурой двигателя, не давая ему перегреваться.
- Во-вторых, если КПД будет снижаться прямопропорционально продолжительности работы – это норма. Поэтому время от времени генератору нужно давать отдыхать, снижая его температуру до 40-45°С.
- В-третьих, отсутствие автоматики заставит пользователя самостоятельно контролировать все процессы, периодически подсоединяя измерительные приборы к генератору (вольтметр, амперметр и тахометр).
- Перед сборкой важно подобрать правильное оборудование, рассчитав его основные показатели и характеристики. Чертеж и схема значительно облегчат процесс работы.
- Генератор на дровах или ветряной можно собрать подобным образом, однако для получения нужного напряжения на выходе потребуется достаточное количество энергоресурса.
Читайте так же: Обзор бытовых электростанций
Преимущества и недостатки собственноручной сборки
К положительным сторонам самодельного изготовления электрогенератора своими руками можно отнести:
- Повышение собственной самооценки, что крайне важно для мужчин. Удачно собранный агрегат может стать предметом не только альтернативного источника питания, но и гордости.
- Значительная экономия финансов.
- Способность создать такой аппарат, который бы отвечал всем заявленным требованиям.
Помимо этого, процесс может усложняться и иметь массу негативных последствий:
- Возможно, агрегат будет часто ломаться, что обусловлено невозможностью герметичного соединения всех отделов генератора.
- Неправильное подключение или расчет мощности приведет к неисправности генератора, а также снизит его продуктивность на порядок.
- Требуется определенный навык в работе, а также осторожность, поскольку все работы осуществляются с электричеством, с которым, как известно, шутки плохи.
Интересный вариант. Электрогенератор из велосипеда
Заключение
Таким образом, электрогенератор своими руками, может стать отличным вариантом альтернативного электроснабжения.
Его мощности будет достаточно для обеспечения электроэнергией строительных приборов, а также небольших домашних приборов.
Поскольку работа производится с электричеством, то у людей, не имеющих ни малейшего представления о серьезности и опасности проделываемых манипуляций, электрогенератор может не получиться.
Не секрет, что сделанный своими руками генератор, будет раз в 5 дешевле, но не факт, что его продуктивность может конкурировать с покупной моделью заводской сборки, оснащенной автоматикой. Отказаться от подобной затеи следует в таких случаях:
- если нет уверенности в собственных силах и знаниях;
- когда несколько попыток сборки не увенчались успехом;
- если нет в наличии соответствующего оборудования и измерительных приборов;
- если нет навыка в расчетах и подборе компонентов прибора, а также в чтении схем.
При наличии всех необходимых конструктивных деталей можно попробовать собрать агрегат своими руками. Если процедура не увенчалась успехом – всегда можно прибегнуть к помощи покупных моделей.
Покупка электрогенератора имеет только один минус – это высокую стоимость.
Однако в некоторых случаях она вполне оправдана точностью рабочего процесса, а также возможностью самостоятельного контроля всего процесса переработки и преобразования постоянного тока в переменный.
Мотор-генератор своими руками (опыты, видео, принцип работы)
Мотор-генератор своими руками (опыты, видео, принцип работы)
Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к способам и оборудованию для генерирования электрической энергии, и может быть использовано в автономных системах электроснабжения, в автоматике и бытовой технике, на авиационном, морском и автомобильном транспорте.
За счет нестандартного способа генерации, и оригинальной конструкции мотора-генератора, режимы генератора и электромотора, объединены в одном процессе, и неразрывно связаны.
В результате чего, при подключении нагрузки, взаимодействие магнитных полей статора и ротора образует вращающий момент, который по направлению совпадает с моментом, создаваемым внешним приводом.
Другими словами, при увеличении мощности потребляемой нагрузкой генератора, ротор мотора-генератора начинает ускоряться, и соответственно понижается мощность, потребляемая внешним приводом.
Уже давно по Интернету ходят слухи о том, что генератор с кольцевым якорем Грамма, был способен вырабатывать электрической энергии больше чем было затрачено механической и происходило это за счет того, что под нагрузкой не было тормозящего момента.Результаты экспериментов, которые привели к изобретению мотора-генератора.Уже давно по Интернету ходят слухи о том, что генератор с кольцевым якорем Грамма, был способен вырабатывать электрической энергии больше, чем было затрачено механической и происходило это за счет того, что под нагрузкой не было тормозящего момента. Эта информация подтолкнула нас на проведение ряда экспериментов с кольцевой обмоткой, результаты которых мы покажем на этой странице. Для экспериментов, на тороидальный сердечник, были намотаны 24шт., не зависимые обмотки, с одинаковым количеством витков.1) Вначале вес обмотки были включены последовательно, выводы на нагрузку расположены диаметрально. В центре обмотки был расположен постоянный магнит с возможностью вращения.После того как магнит с помощью привода приводился в движение, подключалась нагрузка и лазерным тахометром измерялись обороты привода. Как и следовало ожидать, обороты приводного двигателя начинали падать. Чем большую мощность потребляла нагрузка, тем сильнее падали обороты.2) Для лучшего понимания процессов происходящих в обмотке, вместо нагрузки был подключен миллиамперметр постоянного тока.При медленном вращении магнита, можно наблюдать, какая полярность и величина выходного сигнала, в данном положении магнита.Из рисунков видно, когда полюсы магнита, находятся напротив выводов обмотки (рис. 4;8), ток в обмотке равен 0. При положении магнита, когда полюсы находятся в центре обмотки, мы имеем максимальное значение тока (рис. 2;6).3) Нa следующем этапе экспериментов, использовалась только одна половина обмотки. Магнит также медленно вращался, и фиксировались показания прибора.Показания прибора полностью совпадали с предыдущим экспериментом (рис 1-8).4) После этого к магниту подключили внешний привод и начали его вращать на максимальных оборотах.При подключении нагрузки, привод начал набирать обороты!Другими словами, при взаимодействии полюсов магнита, и полюсов образующихся в обмотке с магнитопроводом, при прохождении через обмотку тока, появился вращающий момент, направленный по ходу вращающего момента созданного приводным двигателем.Рисунок 1, идет сильное торможение привода при подключении нагрузки. Рисунок 2, при подключении нагрузки привод начинает ускоряться.5) Что бы понять что происходит, мы решили создать карту магнитных полюсов, которые появляются в обмотках при прохождении через них тока. Для этого была проведена серия экспериментов. Обмотки подключались в разных вариантах, а на концы обмоток подавались импульсы постоянного тока. При этом на пружине был закреплен постоянный магнит, и по очереди располагался рядом с каждой из 24 обмоток.По реакции магнита (отталкивался он или притягивался) была составлена карта проявляющихся полюсов.Из рисунков видно, как проявлялись магнитные полюсы в обмотках, при различном включении (желтые прямоугольники на рисунках, это нейтральная зона магнитного поля).При смене полярности импульса, полюсы как и положено менялись на противоположные, по этому разные варианты включения обмоток, нарисованы при одной полярности питания.6) Па первый взгляд, результаты на рисунках 1 и 5 идентичны.При более подробном анализе, стало ясно, что распределение полюсов по окружности и «размер» нейтральной зоны довольно сильно отличаются. Сила с которой магнит притягивался или отталкивался от обмоток и магнитопровода показана градиентной заливкой полюсов.7) При сопоставлении данных экспериментов описанных в пунктах 1 и 4, кроме кардинальной разницы в реакции привода на подключение нагрузки, и существенной разницы в «параметрах» магнитных полюсов, были выявлены и другие отличия. При проведении обоих экспериментов, параллельно нагрузке был включен вольтметр, а последовательно с нагрузкой включался амперметр. Если показания приборов из первого эксперимента (пункт 1), взять за 1, то во втором эксперименте (пункт 4), показание вольтметра так же было равно 1. По показания амперметра составляло 0,005 от результатов первого эксперимента.8) Исходя из изложенного в предыдущем пункте, логично предположить, если в незадействованной части магнитопровода, сделать немагнитный (воздушный) зазор, то сила тока в обмотке должна увеличиться.После того как был сделан воздушный зазор, магнит снова подключили к приводному двигателю, и раскрутили на максимальные обороты. Сила тока действительно возросла в несколько раз, и стала составлять примерно 0,5 от результатов эксперимента по пункту 1,но при этом появился тормозной момент на привод.9) Способом, который описан в пункте 5, была составлена карта полюсов данной конструкции.10) Сопоставим два вариантаНе трудно предположить, если увеличить воздушный зазор в магнитопроводе, геометрическое расположение магнитных полюсов по рисунку 2, должно приблизиться к такому расположению как в рисунке 1. А это в свою очередь, должно привести к эффекту ускорения привода, который описан в пункте 4 (при подключении нагрузки, вместо торможения, создается добавочный момент к вращающему моменту привода).11) После того как зазор в магнитопроводс был увеличен до максимума (до краев обмотки), при подключении нагрузки вместо торможения, привод снова начал набирать обороты.При этом карта полюсов обмотки с магнитопроводом выглядит так:На основе предложенного принципа генерации электроэнергии, можно конструировать генераторы переменного тока, которые при повышении электрической мощности в нагрузке, не требуют повышения механической мощности привода.Принцип работы Мотора Генератора.Согласно явлению электромагнитной индукции при изменении магнитного потока проходящего через замкнутый контур, в контуре возникает ЭДС.Согласно правилу Ленца: Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток. При этом не имеет значения, как именно магнитный поток, движется по отношению к контуру (Рис. 1-3).
Способ возбуждения ЭДС в нашем моторе-генераторе аналогичен рисунку 3. Он позволяет использовать правило Ленца для увеличения вращающего момента на роторе (индукторе).
1) Обмотка статора2) Магнитопровод статора3) Индуктор (ротор)4) Нагрузка5) Направление вращения ротора6) Центральная линия магнитного поля полюсов индуктораПри включении внешнего привода, ротор (индуктор) начинает вращаться.
При пересечении начала обмотки магнитным потоком одного из полюсов индуктора в обмотке индуцируется ЭДС.При подключении нагрузки, в обмотке начинает течь ток и полюса возникшего в обмотках магнитного поля согласно правилу Э. X. Ленца направлены на встречу возбудившего их магнитного потока.
Так как обмотка с сердечником расположена по дуге окружности, то магнитное поле ротора, движется вдоль витков (дуги окружности) обмотки.
- 6) Центральная линия южного полюса входит в обмотку и цикл повторяется (7;8;1).
- Видео-ролик первого эксперимента:
Загрузка...
